多线程（二）线程同步

线程同步问题：多线程的同步问题指的是多个线程同时修改一个数据的时候，可能导致的问题 -多线程的问题，又叫Concurrency 问题 。

同步问题举例

假设有一个数x=1000,有两个线程，一个给x加一操作、另一个给x减一操作，

那么在执行n次之后，讲道理x应该还是等于1000的，但是因为线程同步的问题，最后会出现x!=1000的情况。

package UML;

public class Concurrency_test {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        final Hero gareen = new Hero();
        gareen.name = "盖伦";
        gareen.hp = 10000;
           
        System.out.printf("盖伦的初始血量是%.0f%n", gareen.hp);
           
        //多线程同步问题指的是多个线程同时修改一个数据的时候，导致的问题
           
        //假设盖伦有10000滴血，并且在基地里，同时又被对方多个英雄攻击
           
        //用JAVA代码来表示，就是有多个线程在减少盖伦的hp
        //同时又有多个线程在恢复盖伦的hp
           
        //n个线程增加盖伦的hp
           
        int n = 10000;
   
        Thread[] addThreads = new Thread[n];
        Thread[] reduceThreads = new Thread[n];
           
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            Thread t = new Thread(){
                public void run(){
                    gareen.recover();
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            };
            t.start();
            addThreads[i] = t;
               
        }
           
        //n个线程减少盖伦的hp
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            Thread t = new Thread(){
                public void run(){
                    gareen.hurt();
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            };
            t.start();
            reduceThreads[i] = t;
        }
           
        //等待所有增加线程结束
        for (Thread t : addThreads) {
            try {
                t.join();
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //等待所有减少线程结束
        for (Thread t : reduceThreads) {
            try {
                t.join();
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
           
        //代码执行到这里，所有增加和减少线程都结束了
           
        //增加和减少线程的数量是一样的，每次都增加，减少1.
        //那么所有线程都结束后，盖伦的hp应该还是初始值
           
        //但是事实上观察到的是：
                   
        System.out.printf("%d个增加线程和%d个减少线程结束后%n盖伦的血量变成了 %.0f%n", n,n,gareen.hp);
    }

}

package UML;
import java.util.*;
public class Hero implements Comparable<Hero>{
    public String name;
    public float hp;
    public int damage;
    public Hero() {
    }
    // 增加一个初始化name的构造方法
    public Hero(String name) {
 
        this.name = name;
    }
    // 重写toString方法
    public String toString() {
        //return String.format("[name:%s hp:%.0f damage:%.0f]%n", name,hp,damage);
        return "Hero [name=" + name + ", hp=" + hp + ", damage=" + damage + "]
";
    }
    public Hero(String name,int hp,int damage) {
        this.name=name;
        this.hp=hp;
        this.damage=damage;
    }
    @Override
    public int compareTo(Hero anotherHero) {
        if(damage<anotherHero.damage)
            return 1; 
        else
            return -1;
    }
    public void attackHero(Hero h) {
        //把暂停时间去掉，多条线程各自会尽力去占有CPU资源
        //线程的优先级效果才可以看得出来
        /*try {
            Thread.sleep(1000);
        }catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }*/
        h.hp-=damage;
        System.out.format("%s is attacking %s,%s'blood now is %.0f%n",name,h.name,h.name,h.hp);
        if(h.isDead())
            System.out.println(h.name +"死了！");
    }
    public boolean isDead() {
        return 0>=hp?true:false;
    }
    //回血
    public void recover(){
        hp=hp+1;
    }
     
    //掉血
    public void hurt(){
        hp=hp-1;
    }
}

同步问题产生的原因

1. 假设增加线程先进入，得到的hp是10000
2. 进行增加运算
3. 正在做增加运算的时候，还没有来得及修改hp的值，减少线程来了
4. 减少线程得到的hp的值也是10000
5. 减少线程进行减少运算
6. 增加线程运算结束，得到值10001，并把这个值赋予hp
7. 减少线程也运算结束，得到值9999，并把这个值赋予hp
hp，最后的值就是9999
虽然经历了两个线程各自增减了一次，本来期望还是原值10000，但是却得到了一个9999
这个时候的值9999是一个错误的值，在业务上又叫做脏数据

同步问题解决思路是： 在增加线程访问hp期间，其他线程不可以访问hp

1. 增加线程获取到hp的值，并进行运算
2. 在运算期间，减少线程试图来获取hp的值，但是不被允许
3. 增加线程运算结束，并成功修改hp的值为10001
4. 减少线程，在增加线程做完后，才能访问hp的值，即10001
5. 减少线程运算，并得到新的值10000

 本文参考自：

https://how2j.cn/k/thread/thread-synchronized/355.html

https://blog.csdn.net/qq_41658124/article/details/103337513

https://blog.csdn.net/qq_41658124/category_9152220.html

https://blog.csdn.net/weixin_40271838/article/details/79998327