Java基础巩固系列 线程同步机制（synchronized）

Java线程的同步机制可以分为两种方式：同步代码块和同步方法

 

以模拟火车票售票窗口为例：模拟火车站售票窗口，开启三个窗口售票，总票数为100张

 

理想状态下是：线程t1、t2、t3共同取这100张票，取完就停止

但这样也会存在极端状态，线程可能会在进入if语句后被挂起或者sleep后，三个线程可能会同时进入，当剩1张票的时候，可能就会打印出1、0、-1的错票情况

 

于是同步机制真是决定这个问题的关键所在！

Note:

1.线程安全问题存在的原因？
      由于一个线程在操作共享数据过程中，未执行完毕的情况下，另外的线程参与进来，导致共享数据存在了安全问题。
2.如何解决线程的安全问题？
      必须让一个线程操作共享数据完毕以后，其他线程才有机会参与共享数据的操作。
3.java如何实现线程的安全：线程的同步机制
        方式一：同步代码块
         synchronize(同步监视器){
              //需要被同步的代码块(即为操作共享数据的代码)
         }
         1.共享数据：多个线程共同操作的同一个数据（变量）
         2.同步监视器：由任何一个类的对象来充当。哪个线程获取此监视器，谁就执行大括号里被同步的代码。俗称：锁
         要求：所有的线程必须同用一把锁！
         注：在实现的方式中，考虑同步的话，可以使用this来充当锁，但是在继承的方式中，慎用this!（考虑this是否只有一个对象）
        方式二：同步方法
        将操作共享数据的方法声明为synchronize。即此方法为同步方法，能够保证当其中一个线程执行
        此方法时，其他线程在外等待直至此线程执行完此方法
        >同步方法的锁：this
4.线程的同步的弊端：由于同一个时间只能有一个线程访问共享数据，效率变低了。

 

同步代码块（实现的方式）：

public class TestWindow2 {

    public static void main(String[] args) {
        Window2 w = new Window2();
        Thread thread1 = new Thread(w);
        Thread thread2 = new Thread(w);
        Thread thread3 = new Thread(w);

        thread1.setName("窗口1");
        thread2.setName("窗口2");
        thread3.setName("窗口3");

        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
    }

}

class Window2 implements Runnable {
    private int ticket = 100;   //共享数据
//    Object obj = new Object();

    @Override
    public void run() {
//        Animal a = new Animal(); //局部变量
        while (true) {
            synchronized (this) {   //this表示当前对象，本题中即为w
                if (ticket > 0) {
                    try {
                        Thread.currentThread().sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "票号:" + ticket--);
                }
            }
        }
    }
}

class Animal {

}

结果：

窗口1票号:100
窗口1票号:99
窗口3票号:98
....
窗口3票号:6
窗口3票号:5
窗口1票号:4
窗口1票号:3
窗口1票号:2
窗口3票号:1

同步代码块（继承的方式）：

public class TestWindow3 {

    public static void main(String[] args) {
        Window3 window1 = new Window3();
        Window3 window2 = new Window3();
        Window3 window3 = new Window3();

        window1.setName("窗口1");
        window2.setName("窗口2");
        window3.setName("窗口3");

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

}

class Window3 extends Thread {
    private static int ticket = 100;
    private static final Object o = new Object();
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
//            synchronized (this) {   //在本问题中，this表示：window1 window2 window3
            synchronized (o) {   //在本问题中，this表示：window1 window2 window3
                if (ticket > 0) {
                    try {
                        Thread.currentThread().sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "售出的票号为：" + ticket--);
                }
            }
        }
    }
}

结果：同上

 

同步方法（实现的方式）：

public class TestWindow4 {

    public static void main(String[] args) {
        Window4 w = new Window4();
        Thread thread1 = new Thread(w);
        Thread thread2 = new Thread(w);
        Thread thread3 = new Thread(w);

        thread1.setName("窗口1");
        thread2.setName("窗口2");
        thread3.setName("窗口3");

        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
    }

}

class Window4 implements Runnable {
    private int ticket = 100;   //共享数据

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            show();
        }
    }

    public synchronized void show() {
        if (ticket > 0) {
            try {
                Thread.currentThread().sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "票号:" + ticket--);
        }

    }
}

结果：同上

 

同步方法（继承的方式）：同步方法的锁默认是this，所以在继承的方式中也要慎用同步方法！