并发学习笔记（一）：线程执行流程与synchronized关键字

本文详细探讨了并发编程中常见的线程安全问题，通过一个拿豆子的案例，深入剖析了线程流程框架下可能出现的BUG，并介绍了如何利用`synchronized`关键字来解决线程同步问题，确保程序的正确执行。

之前没有系统的学习多线程，一般是用到什么记什么，今天晚上系统的学习了一下关于并发和同步的知识，把容易混淆的地方记在博客里。

线程流程框架：

案例——拿豆子：一个桌子对象中，存在着静态的30颗豆子，用两个不同的线程在桌子上取豆子。存在着无限取豆子的BUG。

代码：

class BeanDemo{
	public static void main(String args[]){
		Table t = new Table();
		Thread t1 = new Thread(t);
		Thread t2 = new Thread(t);
		
		t1.start();
		t2.start();
	}
}

class Table implements Runnable{
	private int beans = 20;	
	public void run(){
		while(true){
			if(beans==0)
				throw new RuntimeException("没有豆子辣");	//由于没有进行异常处理，beans为0时会导致直接中断程序
			Thread.yield();						//将线程让出，用来模拟出现bug时的情况
			System.out.println("拿走了一颗，还剩"+beans+"颗。");
			beans--;
		}
	}
}

有可能出现下面的情况：

原因分析：在beans==1时，两个线程其中的一个判断了其条件，若此线程正好在判断以后让出了cpu（上面那段代码强制让出了cpu以模拟bug），此时beans依旧为0，另一个线程也通过了判断条件，并将线程让出，此后这两个线程将beans的值分别-1，使得beans==-1，然后永远可以通过判断条件，并无限循环。

解决方法：让线程在执行run方法时不会让出线程。这时便用到了synchronized关键字。

使用方法：在函数上添加synchronized关键字，表示线程只有拿到该方法的类的实例对象才可调用该方法，其他试图调用该方法的线程会被阻塞，在拿到实例对象的线程调用完方法后，将对象施放，以便于下一个调用该方法的线程拿到并阻塞其他线程。

优点：增加了线程安全性。缺点：增加synchronized声明表示极大地降低了效率。

代码实现：

class BeanDemo{
	public static void main(String args[]){
		Table t = new Table();
		Thread t1 = new Thread(t);
		Thread t2 = new Thread(t);
		
		t1.start();
		t2.start();
	}
}

class Table synchronized implements Runnable{		//在函数上声明synchronized，保证线程安全性
	private int beans = 20;	
	public void run(){
		while(true){
			if(beans==0)
				throw new RuntimeException("没有豆子辣");
			Thread.yield();						
			System.out.println("拿走了一颗，还剩"+beans+"颗。");
			beans--;
		}
	}
}

函数正常执行，抛出RuntimeException：