Java 详细讲解线程安全与同步附实例与注释

目录
  • 线程安全问题
    • 实例：
      • 存钱取钱问题
      • 买票问题
    • 线程安全问题
      • 分析问题
      • 解决方案
  • 线程同步
    • 同步语句
    • synchronize(obj)的原理
    • 同步方法
      • 同步方法的本质

线程安全问题

多个线程可能会共享(访问)同一个资源

比如访问同一个对象，同一个变量，同一个文件

当多个线程访问同一块资源时，很容易引发数据错乱和数据安全问题，称为线程安全问题

什么情况下会出现线程安全问题

多个线程共享同一个资源

且至少有一个线程正在执行写的操作

实例：

存钱取钱问题

分别有存钱和取钱2个线程

存钱                      取钱
   线程1         余额         线程2
   1000  《----1000------》 1000
   1000+1000-----》2000
                500 《-----1000-500

正确：结束后余额应该是1500，而不是500

买票问题

有卖票2个线程

卖票                      卖票
   线程1         票数         线程2
   1000  《----1000------》 1000
   1000-1-----》999
                999 《-----1000-1

正确：结束后余额应该是998，而不是999

买票问题错误(未线程同步)实例：

public class love implements Runnable{
    private int piao=3000;//有3000张票
    public boolean sale() {//ture代表还有票；false代表没有票了
        if(piao<1) return false;
         piao--;//卖1张票

         //细化piao--;
         //寄存器=piao;
         //寄存器=寄存器-1；
         //piao=寄存器;

         String sk =Thread.currentThread().getName();//获取当前线程(买票窗口)的名字
         System.out.println(sk+"卖了1张票，还剩下"+piao+"张");
         return piao>1;
    }
    public void run() {
         while(sale());//循环执行；直至卖完票返回false
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] a) {
        love tjlove =new love();
        for(int i=1;i<=4;i++) {//循环4次；产生4个线程(窗口)卖票
            Thread tj = new Thread(tjlove());
            tj.setName(""+i);
            tj.start();
        }
    }
}

部分输出结果：

线程安全问题

分析问题

线程A和B对类中1个变量值为17进行+1操作
最终结果为2个18

解决方案

加锁：

过程：首先线程A先访问到这个17，读上来后进行加锁并进去+1的操作改为18
并且17在加锁期间其它线程都不能访问
改完之后再进行写入，然后再解锁17
然后再由线程B去访问它，再进行加锁，重复上面操作变成19再解锁
这样做能保证在同一时间只有1个线程去访问它，这样就保证了安全；之前错误是由于这些线程一起去访问了它

线程同步

刚刚所说的加锁操作便是线程同步技术

可以使用线程同步技术来解决线程安全问题

线程同步在Java里有2种做法：

1.同步语句

2.同步方法

同步语句

public class love implements Runnable{
	private int piao=3000;//本人cpu单核性能过强,数据量大些才能看到是4个线程在卖票
	public boolean sale() {
		synchronized(this) {//1个线程获取这个对象的锁，并加锁；    synchronized作用于整个语句
		//this指向当前对象
		//不能用new Object()；这样会产生新的对象，产生新的锁
		//把this换成"123",效果基本一样；因为其存在常量值里，每次访问的对象一样
			if(piao<1) return false;
			piao--;
			String sk =Thread.currentThread().getName();
			System.out.println(sk+"卖了1张票，还剩下"+piao+"张");
			return piao>0;
			}
	}
	public void run() {
		 while(sale());
	}
}

部分输出结果：

synchronize(obj)的原理

1.每个对象都有一个与它相关的内部锁（intrinsic lock）或者叫监视器锁（monitor lock）

2.第一个执行到同步语句的线程可以获得 obj 的内部锁，在执行完同步语句中的代码后释放此锁

3.只要一个线程持有了内部锁，那么其它线程在同一时刻将无法再获得此锁

✓ 当它们试图获取此锁时，将会进入BLOCKED状态

4.多个线程访问同一个 synchronized(obj)语句时

obj必须是同一个对象，才能起到同步的作用

同步方法

public class love implements Runnable{
    private int piao=3000;
    public synchronized boolean sale() { //synchronized作用于整个方法
            if(piao<1) return false;
            piao--;
            String sk =Thread.currentThread().getName();
            System.out.println(sk+"卖了1张票，还剩下"+piao+"张");
            return piao>0;
    }
    public void run() {
         while(sale());
    }
}

synchronized不能修饰构造方法

同步方法的本质

实例方法：synchronized (this)

静态方法：synchronized (Class对象)

同步语句比同步方法更灵活一点

同步语句可以精确控制需要加锁的代码范围，减少处于BLOCKED状态的线程,充分利用劳动力

使用了线程同步技术后

虽然解决了线程安全问题，但是降低了程序的执行效率

因为加了锁就会有处于等待的线程，多了加锁解锁的操作

所以在真正有必要的时候，才使用线程同步技术

到此这篇关于Java 详细讲解线程安全与同步附实例与注释的文章就介绍到这了,更多相关Java 线程安全内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！

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