线程同步:
当我们使用多个线程访问同一资源的时候,且多个线程中对资源有写的操作,就容易出现线程安全问题。
要解决上述多线程并发访问一个资源的安全性问题,Java中提供了同步机制(synchronized)来解决。
为了保证每个线程都能正常执行原子操作,Java引入了线程同步机制。
那么怎么去使用呢?有三种方式完成同步操作:
1、同步代码块。
2、同步方法。
3、锁机制。
同步代码块:
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时互斥访问。
格式:
synchronized (同步锁) {
需要同步操作的代码块;
}
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.
1、锁对象 可以是任意类型;
2、多个线程对象要使用同一把锁;
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)。
同步方法:
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,我们使用当前方法所在类的字节码对象(类名.class)。
Lock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。
Lock锁也称同步锁,加锁与释放锁方法化了,如下:
public void lock() : 加同步锁
public void unlock() : 释放同步锁
案列:
电影院要卖票,我们模拟电影院的卖票过程。假设要播放的电影是 “葫芦娃大战奥特曼”,本次电影的座位共100个 (本场电影只能卖100张票)。
我们来模拟电影院的售票窗口,实现多个窗口同时卖 “葫芦娃大战奥特曼”这场电影票(多个窗口一起卖这100张票) 需要窗口,采用线程对象来模拟;需要票,Runnable接口子类来模拟
模拟票:
1 class Ticket implements Runnable{ 2 private int ticket = 100; 3 /* 4 * 执行买票操作 5 * */ 6 @Override 7 public void run() { 8 //每个窗口卖票的操作 9 //窗口 永远开启 10 while (true){ 11 if (ticket > 0) { //有票,可以卖 12 //使用sleep模拟下出票时间 13 try { 14 Thread.sleep(100); 15 } catch (InterruptedException e) { 16 e.printStackTrace(); 17 } 18 //获取当前线程对象的名字 19 String name = Thread.currentThread().getName(); 20 System.out.println(name + "正在卖:" + ticket--); 21 } 22 } 23 } 24 }
测试类:
1 public class TestDemo1 { 2 public static void main(String[] args) { 3 //创建线程任务对象 4 Ticket ticket = new Ticket(); 5 //创建三个窗口对象 6 Thread t1 = new Thread(ticket,"窗口1"); 7 Thread t2 = new Thread(ticket,"窗口2"); 8 Thread t3 = new Thread(ticket,"窗口3"); 9 10 //同时卖票 11 t1.start(); 12 t2.start(); 13 t3.start(); 14 } 15 }
运行结果:
发现程序出现了两个问题:
1. 相同的票数,比如5这张票被卖了两回。
2. 不存在的票,比如0票与-1票,是不存在的。
这种问题,几个窗口(线程)票数不同步了,这种问题称为线程不安全。
解决方法:
方式一:同步代码块
1 class Ticket implements Runnable{ 2 private int ticket = 100; 3 4 Object lock = new Object(); 5 6 /* 7 * 执行买票操作 8 * */ 9 @Override 10 public void run() { 11 //每个窗口卖票的操作 12 //窗口 永远开启 13 while (true){ 14 synchronized (lock) { 15 if (ticket > 0) { //有票,可以卖 16 //使用sleep模拟下出票时间 17 try { 18 Thread.sleep(100); 19 } catch (InterruptedException e) { 20 e.printStackTrace(); 21 } 22 //获取当前线程对象的名字 23 String name = Thread.currentThread().getName(); 24 System.out.println(name + "正在卖:" + ticket--); 25 } 26 } 27 } 28 } 29 }
方式二:同步方法
1 class Ticket implements Runnable{ 2 private int ticket = 100; 3 /* 4 * 执行买票操作 5 * */ 6 @Override 7 public void run() { 8 //每个窗口卖票的操作 9 //窗口 永远开启 10 while (true){ 11 sellTicket(); 12 } 13 } 14 public synchronized void sellTicket(){ 15 if (ticket > 0){ //有票可以卖 16 //出票操作 17 //使用sleep模拟一下出票时间 18 try{ 19 Thread.sleep(100); 20 }catch (InterruptedException e){ 21 e.printStackTrace(); 22 } 23 //获取当前线程对象的名字 24 String name = Thread.currentThread().getName(); 25 System.out.println(name+"正在卖:"+ticket--); 26 } 27 } 28 29 }
方式三:Lock锁
1 class Ticket implements Runnable{ 2 private int ticket = 100; 3 Lock lock = new ReentrantLock(); 4 /* 5 * 执行买票操作 6 * */ 7 @Override 8 public void run() { 9 //每个窗口卖票的操作 10 //窗口 永远开启 11 while (true){ 12 lock.lock(); 13 if (ticket > 0){ //有票可以卖 14 //出票操作 15 //使用sleep模拟一下出票时间 16 try{ 17 Thread.sleep(100); 18 }catch (InterruptedException e){ 19 e.printStackTrace(); 20 } 21 //获取当前线程对象的名字 22 String name = Thread.currentThread().getName(); 23 System.out.println(name+"正在卖:"+ticket--); 24 } 25 lock.unlock(); 26 } 27 } 28 }