Java中的线程同步

Question

你好！我遇到了一个关于Java中线程同步的问题。我正在开发一个程序，它创建定时器并允许重置、删除和停止。只是为了学习如何使用线程。

问题在于代码仅在一段时间内进行同步...我无法理解我的错误。也许我的方式有误，所以我想知道如何解决这个问题。

我有以下代码：

public class StopWatch
{
    //Create and start our timer
    public synchronized void startClock( final int id )
    {                                 
            //Creating new thread.
            thisThread = new Thread()
            {
                @Override
                 public void run()
                 {
                    try
                    {                                               
                        while( true )
                        {
                            System.out.printf( "Thread [%d] = %d\n", id, timerTime );
                            timerTime  += DELAY;                                        //Count 100 ms
                            Thread.sleep( DELAY );                                      
                        }
                    }
                    catch( InterruptedException ex )
                    {
                        ex.printStackTrace();
                    }
                 }
            };

            thisThread.start();           
    }

…
   //Starting value of timer
   private long timerTime = 0;
   //Number of ms to add and sleep                                      
   private static final int DELAY    = 100;                                  

    private Thread thisThread;
} 

我会像这样调用这个类：

StopWatch s = new StopWatch(1);
          s.startClock();
StopWatch s2 = new StopWatch(2);
          s2.startClock();

- ExiRe

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我想你可能没有理解在编程中使用线程时，“同步”一词的含义。它与时间无关，涉及其他方面。请注意不要改变原意。 - Brian Roach

@Brian Roach 是的，你说得对。我这里有很多东西要学习。 - ExiRe

Answer 1

我认为你可能误解了“synchronized”的含义。

它并不意味着线程以完全同步的时间运行 - 而是只允许一个线程在执行同步代码块时进行执行。在你的情况下，“synchronized”没有任何区别，因为你正在从同一线程中调用startClock方法....

通常，在Java（以及大多数高级语言）中，即使你有多个核心，也无法保证两个线程在完全相同的时钟时间执行操作，因为它们总是容易受到操作系统调度程序或JVM垃圾收集暂停等的影响。

此外，Thread.sleep(...) 作为计时机制是不可靠的，因为它睡眠的时间只是近似值。你要看线程调度器的脸色。

建议解决方案：

如果想要一个与线程无关的计时机制，请使用System.currentTimeMillis()。

- mikera

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这是否意味着如果我同时启动2个计时器（使用线程），然后在同一时间停止它们，我无法保证相同的值？我的理解正确吗？ - ExiRe

正确。线程休眠不是一个准确的计时机制。如果您想要一个一致的计时器值，请使用System.currentTimeMillis()或类似方法。 - mikera

我从他的描述中了解到他所要求的内容，并且 synchronized 关键字并不能提供它。即使其他所有条件都相同，由于他使用了 synchronized 关键字，它们也永远不会同时运行，而且总是会出错。 - user328898

Answer 2

你说的“只能同步一段时间”是什么意思？在这里你所同步的仅仅是startClock方法，它只是确保两个线程不会同时进入该方法（而且看起来你也没有这样做）。如果你想同步对timerTime的访问，你需要在线程运行方法内部放置一个同步块，用于增加timerTime（或者你可以使用AtomicLong）。

- Jeff Storey

Answer 3

你应该重新阅读“同步”关键字的文档。我相信在这种情况下，它只会防止两个StartClock()调用同时执行，但是由于它们是从一个线程依次调用的，所以这种情况不会发生。一旦计时器线程开始，如果这是你的目标，就没有什么可以保持它们同步了。

- Jason Smith

Answer 4

你的第一个问题是这只是一个基于时间的解决方案。这很糟糕，因为程序无法控制执行所需的时间。有些操作需要更长的时间，而进程中的每个线程并不同时执行。通常情况下，除非您可以保证其他所有内容都相同，否则这不会同步任何内容...。

阅读关于http://download.oracle.com/javase/6/docs/api/java/util/concurrent/Semaphore.html的内容，您也可以使用Thread.join();使主循环等待子线程执行完成后再继续执行。

- user328898

Answer 5

我认为你误解了synchronized的含义。Synchronized是为了确保多个线程对某个代码块的访问受到限制，以避免两个线程之间发生冲突。

我认为你更感兴趣的可能是CyclicBarrier或CountDownLatch。两者都可以用于“同步”（在这种情况下是过载使用）多个线程，以便它们尝试同时开始执行任务。

但是，请注意，不可能让多个线程在完全相同的时间做事情。你只能尝试鼓励它们在大约相同的时间内执行任务。其余的取决于系统中核心的操作系统调度。如果只有一个核心，它们永远不会同时运行。

- rfeak