多线程操作共享数据出现的安全问题(卖票案例)

操作共享数据，线程不安全代码：

package com.yonyou.sci.gateway.exec;

public class SellTicket implements Runnable{

    private static int ticket = 1;

    @Override
    public void run () {
        while (true) {
            if (ticket > 0) {
                try{
                    // 模拟在这个位置，线程的执行权限被其他线程抢走了
                    Thread.sleep(10);
                }catch (Exception ex){}

                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 出售第 " + ticket-- +" 票");
            }
        }
        
    }

}

三个线程同时执行上面的任务：

package com.yonyou.sci.gateway.exec;

public class SellMain {

    public static void main (String[] args) {
        SellTicket st = new SellTicket();

        Thread t1 = new Thread(st);
        Thread t2 = new Thread(st);
        Thread t3 = new Thread(st);

        t1.start();t2.start();t3.start();
    }
}

结果：

Thread-0 出售第 1 票
Thread-2 出售第 0 票
Thread-1 出售第 -1 票

分析：

备注：线程的执行并不是按照顺序执行的，哪个线程抢到CPU执行权限，就执行哪个线程，所以上面的线程名不是按照顺序的。

1.Thread-0 抢到CPU执行权限、开始执行任务，判断剩余票数大于0，sleep后、线程Thread-1 开始执行；

2.Thread-2 抢到CPU执行权限、开始执行任务，Thread-0 还没有运行到 ticket-- 代码，此时 ticket 还是为1，判断剩余票数大于0，sleep后、线程Thread-1 开始执行；

3.Thread-1 抢到CPU执行权限、开始执行任务，Thread-0、Thread-2 都还没有运行到 ticket-- 代码，此时 ticket 还是为1，判断剩余票数大于0，sleep后、线程Thread-0 开始执行 ticket-- 代码，输出：Thread-0 出售第 1 票；

4.Thread-2 开始执行 ticket-- 代码，此时 Thread-0 已经运行 ticket-- 代码，ticket变量值为0，所以输出：Thread-2 出售第 0 票；

5.Thread-1 开始执行 ticket-- 代码，此时 Thread-0、Thread-2 已经运行 ticket-- 代码，ticket变量值为 -1，所以输出：Thread-1 出售第 -1 票；

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解决线程异步操作共享数据安全问题：

方法一：增加 synchronized 代码块；

方法二：在方法上增加 synchronized 关键字；

方法三：使用 lock 锁；

方法一实现代码：

package com.yonyou.sci.gateway.exec;

public class SellTicket implements Runnable{

    private static int ticket = 1;

    @Override
    public void run () {
        while (true) {
            synchronized (this){
                if (ticket > 0) {
                    try{
                        // 模拟在这个位置，线程的执行权限被其他线程抢走了
                        Thread.sleep(10);
                    }catch (Exception ex){}

                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 出售第 " + ticket-- +" 票");
                }
            }
        }

    }

}

 方法三 lock 锁实现代码：

线程类：

package com.yonyou.sci.gateway.exec.lock;

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class SellTicketLock implements Runnable{

    private int ticket = 1;

    private Lock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run () {

        while (true) {
            lock.lock();
            try{
                if (ticket > 0) {
                    Thread.sleep(10);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 出售第 " + ticket-- +" 票");
                }
            }catch (Exception ex){
                System.out.println(ex.getMessage());
            }finally {
                lock.unlock();
            }


        }
    }

}

执行线程：

package com.yonyou.sci.gateway.exec.lock;

public class SellLockMain {

    public static void main (String[] args) {
        SellTicketLock st = new SellTicketLock();

        Thread t1 = new Thread(st);
        Thread t2 = new Thread(st);
        Thread t3 = new Thread(st);

        t1.start();t2.start();t3.start();
    }
}