线程安全问题，同步

1.线程安全问题1.1.什么是线程安全1.2.问题演示1.2.1.第一步：创建售票线程类1.2.2.第二步：创建测试类 1.3.问题分析1.4.问题解决-线程同步1.4.1.同步代码块（synchronized）1.4.2.同步方法（synchronized）1.4.3.同步锁（ReenreantLock）1.5.小结

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1.线程安全问题

1.1.什么是线程安全

如果有多个线程同时运行同一个实现了Runnable接口的类，程序每次运行结果和单线程运行的结果是一样的，而且其他的变量的值也和预期的是一样的，就是线程安全的；反之，则是线程不安全的。

1.2.问题演示

为了演示线程安全问题，我们采用多线程模拟多个窗口同时售卖《孙悟空大战超人》电影票。

1.2.1.第一步：创建售票线程类

public class normalTicket implements Runnable { private int ticketNumber = 100; //票数一百张 public void run() { while (true) { if (0 < ticketNumber) { // 判断是否有票 try { Thread.sleep(10); //休眠十毫秒模拟抢票过程 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } String threadName = Thread.currentThread().getName();//获取线程名 System.out.println("线程" + threadName + "拿到票数:" + ticketNumber--); // 打印出当前票数和线程 票数减一 } } } }

1.2.2.第二步：创建测试类

public class normalTicketMain { public static void main(String[] args) { normalTicket ticket = new normalTicket(); Thread thread = new Thread(ticket,"窗口1"); thread.start(); Thread thread2 = new Thread(ticket,"窗口2"); thread2.start(); Thread thread3 = new Thread(ticket,"窗口3"); thread3.start(); } }

1.3.问题分析

线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。 若每个线程对全局变量、静态变量只读不写，一般情况下这个变量的线程是安全的； 若有多个线程同时执行写操作，一般都需要考虑线程同步，否则就可能出现线程安全问题。

综上所述，线程安全问题根本原因：

多个线程在操作共享的数据；对共享数据有写操作；

1.4.问题解决-线程同步

要解决以上线程问题，只要在某个线程修改共享资源的时候，其他线程不能修改该资源，等待修改完毕同步之后，才能去抢夺CPU资源，完成对应的操作，保证了数据的同步性，解决了线程不安全的现象。 为了保证每个线程都能正常执行共享资源操作,Java引入了7种线程同步机制。今天重点介绍前三种

1. 同步代码块（synchronized） 2. 同步方法（synchronized） 3. 同步锁（ReenreantLock） 4. 特殊域变量（volatile） 5. 局部变量（ThreadLocal） 6. 阻塞队列（LinkedBlockingQueue） 7. 原子变量（Atomic*）

1.4.1.同步代码块（synchronized）

同步代码块 ： synchronized 关键字可以用于方法中的某个区块中，表示只对这个区块的资源实行互斥访问。 语法: synchronized(同步锁){ 需要同步操作的代码 } 同步锁: 对象的同步锁只是一个概念,可以想象为在对象上标记了一个锁.

锁对象可以是任意类型

多个线程要使用同一把锁。

注意：在任何时候,最多允许一个线程拥有同步锁,谁拿到锁就进入代码块,其他的线程只能在外等着(BLOCKED)。 使用同步代码块代码如下：

package com.multithread.thread; public class Ticket implements Runnable { private int ticktNum = 100; //定义锁对象 Object obj = new Object(); public void run() { while(true){ synchronized (obj){ if(ticktNum > 0){ //1.模拟出票时间 try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //2.打印进程号和票号，票数减1 String name = Thread.currentThread().getName(); System.out.println("线程"+name+"售票："+ticktNum--); } } } } }

1.4.2.同步方法（synchronized）

同步方法： 使用synchronized修饰的方法,就叫做同步方法,保证A线程执行该方法的时候,其他线程只能在方法外等着。 格式： public synchronized void method(){ 可能会产生线程安全问题的代码 } 同步锁是谁? 对于非static方法,同步锁就是this。 对于static方法,同步锁是当前方法所在类的字节码对象(类名.class)。 使用同步方法代码如下：

public class Ticket implements Runnable { private int ticktNum = 100; //定义锁对象 Object obj = new Object(); public void run() { while(true){ sellTicket(); } } private synchronized void sellTicket(){ if(ticktNum > 0){ //1.模拟出票时间 try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //2.打印进程号和票号，票数减1 String name = Thread.currentThread().getName(); System.out.println("线程"+name+"售票："+ticktNum--); } } }

1.4.3.同步锁（ReenreantLock）

同步锁： java.util.concurrent.locks.Lock 机制提供了比synchronized代码块和synchronized方法更广泛的锁定操作，同步代码块/同步方法具有的功能Lock都有,除此之外更强大,更体现面向对象。 同步锁方法： public void lock() :加同步锁。 public void unlock() :释放同步锁。 使用重入锁代码如下：

package com.multithread.thread; import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class Ticket implements Runnable { private int ticktNum = 100; //定义锁对象：构造函数参数为线程是否公平获取锁true-公平；false-不公平，即由某个线程独占，默认是false Lock lock = new ReentrantLock(true); public void run() { while(true){ lock.lock(); //加锁 try{ if(ticktNum > 0){ //1.模拟出票时间 try { Thread.sleep(50); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //2.打印进程号和票号，票数减1 String name = Thread.currentThread().getName(); System.out.println("线程"+name+"售票："+ticktNum--); } } finally { //放锁 lock.unlock(); } } } }

1.5.小结

Synchronized和Lock区别 synchronized是java内置关键字，在jvm层面，Lock是个java类；

synchronized无法判断是否获取锁的状态，Lock可以判断是否获取到锁；

synchronized会自动释放锁(a 线程执行完同步代码会释放锁 ；b 线程执行过程中发生异常会释放锁)，Lock需在finally中手工释放锁（unlock()方法释放锁），否则容易造成线程死锁；

用synchronized关键字的两个线程1和线程2，如果当前线程1获得锁，线程2线程等待。如果线程1阻塞，线程2则会一直等待下去，而Lock锁就不一定会等待下去，如果尝试获取不到锁，线程可以不用一直等待就结束了；

synchronized的锁可重入、不可中断、非公平，而Lock锁可重入、可判断、可公平（两者皆可）

Lock锁适合大量同步的代码的同步问题，synchronized锁适合代码少量的同步问题。