【Java】Java线程的同步机制-synchronized【主线学习笔记】

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前言

Java是一门功能强大且广泛应用的编程语言，具有跨平台性和高效的执行速度，广受开发者喜爱。在接下来的学习过程中，我将记录学习过程中的基础语法、框架和实践技巧等，分享学习心得，对自己学习过程进行整理和总结，也希望能为其他学习Java的朋友提供一些帮助和参考。

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在Java中，为了解决多线程并发导致的数据安全问题，通常使用同步机制来确保线程安全。以下是对线程同步机制的整理：

Java线程的同步机制

Java通过synchronized关键字提供了两种同步机制来解决线程安全问题：

1. 同步代码块

synchronized(同步监视器) {
    // 需要被同步的代码
}

• 同步代码：被synchronized包裹的代码。主要用于操作共享数据（即多个线程需要操作的数据，例如票数ticket）。
• 同步监视器：俗称“锁”，用来控制访问共享资源。哪个线程获取了同步监视器锁，哪个线程就可以执行同步代码，其他线程必须等待。必须是唯一的。
• 注意：多个线程必须共用同一个同步监视器对象才能保证同步。

示例：

public class WindowTest {
    public static void main(String[] args) {
        Ticket t = new Ticket();
        // 创建三个窗口（线程）
        Thread window1 = new Thread(t);
        Thread window2 = new Thread(t);
        Thread window3 = new Thread(t);
        window1.setName("窗口1");
        window2.setName("窗口2");
        window3.setName("窗口3");
        // 启动线程

        window1.start();
        window2.start();
        window3.start();


    }
}

class Ticket implements Runnable {
    private int ticketNum = 100;

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (this) {  // 加同步锁，确保线程安全，此时在主线程中Ticket只被实例化一次，因此this是唯一的
                if (ticketNum > 0) {
                    // 模拟售票过程
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 售出一张票，剩余票数：" + (ticketNum - 1));
                    ticketNum--;  // 售出一张票
                } else {
                    break;  // 票卖完了，退出
                }
            }
            // 模拟售票窗口间的时间差
            try {
                Thread.sleep(50); // 休眠50毫秒，模拟真实售票场景
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }
}

2. 同步方法

除了同步代码块，还可以将需要同步的代码封装在方法内，并在 方法上直接加上synchronized修饰符，使整个方法成为同步方法。

public synchronized void sellTicket() {
    // 需要被同步的代码
}

• 同步方法：无需显式指定同步监视器，默认同步监视器是当前对象（this），若为静态方法，则是当前类本身（类名.class）。
• 优点：同步方法可以简化代码结构，避免手动添加synchronized块。

示例：

class TicketSale implements Runnable {
    private int ticket = 100;

    @Override
    public void run() {
        while (ticket > 0) {
            sellTicket();
        }
    }

    private synchronized void sellTicket() {
        if (ticket > 0) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 卖出第 " + ticket-- + " 张票");
        }
    }
}