线程安全与同步机制-优快云博客

线程安全

什么是线程安全？

为什么有线程安全问题？

当多个线程同时共享，同一个全局变量或静态变量，做写的操作时，可能会发生数据冲突问题，也就是线程安全问题。但是做读操作是不会发生数据冲突问题。

案例： 现在有100张火车票，有两个窗口同时抢火车票，请使用多线程模拟抢票效果。

package com.toov5.threadSecurity;

public class TrainThread implements Runnable{
     private int trainCount = 100;
    
       @Override
    public void run() {
        while(trainCount>0){
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
            sale();
        }
        
    }
       
    public void sale(){
        if(trainCount>0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"，出售第"+(100-trainCount+1)+"张票");
            trainCount--;
        }
    
    }   
       
       
    public static void main(String[] args) {
        TrainThread trainThread = new TrainThread();
        Thread t1 = new Thread(trainThread,"1号窗口");
        Thread t2 =    new Thread(trainThread,"2号窗口");
        t1.start();
        t2.start();
    }   
       
    
}

代码运行结果是有问题的

一号窗口和二号窗口同时出售火车第九九张,部分火车票会重复出售。

结论发现，多个线程共享同一个全局成员变量时，做写的操作可能会发生数据冲突问题。

线程安全解决办法:

1、使用多线程之间同步synchronized或使用锁(lock)解决多线程之间的安全问题

将可能会发生数据冲突问题(线程不安全问题)，只能让当前一个线程进行执行。代码执行完成后释放锁，让后才能让其他线程进行执行。这样的话就可以解决线程不安全问题。

2、当多个线程共享同一个资源,不会受到其他线程的干扰，这就是多线程之间的同步问题

内置的锁

Java提供了一种内置的锁机制来支持原子性

每一个Java对象都可以用作一个实现同步的锁，称为内置锁，线程进入同步代码块之前自动获取到锁，代码块执行完成正常退出或代码块中抛出异常退出时会释放掉锁

内置锁为互斥锁，即线程A获取到锁后，线程B阻塞直到线程A释放锁，线程B才能获取到同一个锁

内置锁使用synchronized关键字实现，synchronized关键字有两种用法：

1.修饰需要进行同步的方法（所有访问状态变量的方法都必须进行同步），此时充当锁的对象为调用同步方法的对象

2.同步代码块和直接使用synchronized修饰需要同步的方法是一样的，但是锁的粒度可以更细，并且充当锁的对象不一定是this，也可以是其它对象，所以使用起来更加灵活

同步代码块synchronized

就是将可能会发生线程安全问题的代码，给包括起来。

synchronized(同一个数据){

可能会发生线程冲突问题

}

就是同步代码块

synchronized(对象)//这个对象可以为任意对象

{

需要被同步的代码

}

对象如同锁，持有锁的线程可以在同步中执行

没持有锁的线程即使获取CPU的执行权，也进不去

同步的前提：

1，必须要有两个或者两个以上的线程

2，必须是多个线程使用同一个锁

必须保证同步中只能有一个线程在运行

好处：解决了多线程的安全问题

弊端：多个线程需要判断锁，较为消耗资源、抢锁的资源。

比如本demo：

public void sale(){
        synchronized (this) {
            if(trainCount>0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"，出售第"+(100-trainCount+1)+"张票");
                trainCount--;
            }
        }
    }

public void sale(){
        synchronized (obj) {
            if(trainCount>0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"，出售第"+(100-trainCount+1)+"张票");
                trainCount--;
            }
        }
    }

同步方法

什么是同步方法？

在方法上修饰synchronized 称为同步方法

  public synchronized void sale(){
                if(trainCount>0){
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"，出售第"+(100-trainCount+1)+"张票");
                    trainCount--;
            }
        }

需要值得一提的是：

同步方法使用的是什么锁

证明方式: 一个线程使用同步代码块(this明锁),另一个线程使用同步函数。如果两个线程抢票不能实现同步，那么会出现数据错误。

哈哈哈，代码证明题，堪比数学题：

思路：另个线程共享操作同一个全局变量，每个线程锁不同。

一个使用非静态同步方法，另一个使用同步代码块

对于synchronize的写法我感觉真心像个排列组合

代码块随便加

方法（）{

代码块（this）

{

}

等等

使用的时候尽量使用同步方法代码块哈这样粒度更小一些效率更高

证明代码

package com.toov5.threadSecurity;
class Thread02 implements Runnable{

    private int countTicket = 100;
    private static Object obj = new Object();

    public static  boolean flag = true;
    @Override
    public void run() {

        if(flag){//使用同步锁--this
            while(countTicket>0){
                try {
                    Thread.sleep(50);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                sale1();
            }
        }else{//使用同步函数
            while(countTicket>0){
                try {
                    Thread.sleep(50);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                sale();
            }
        }

    }

    public void sale1(){

        synchronized(obj){
            if(countTicket>0){ //------当把这个if判断去掉 最后还是会有两个线程来争夺最后一张票 会挨个执行，数据不会出错，但是逻辑会出错。
            System.out.println("当前线程名字："+Thread.currentThread().getName()+"；出售第"+(100 - countTicket + 1)+"张票。");
            countTicket--;
         }
        }
    }

    public synchronized void sale(){

        if(countTicket>0){
            //卖票
            System.out.println("当前线程名字："+Thread.currentThread().getName()+"；出售第"+(100 - countTicket + 1)+"张票。");
            countTicket--;
        }

    }
}

public class ThreadDemo1 {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread02 t = new Thread02();

        Thread t1 = new Thread(t,"窗口1");
        Thread t2 = new Thread(t,"窗口2");
        t1.start();
        Thread.sleep(50);
        Thread02.flag=false;
        t2.start();
    }

}