Java 实现线程安全的三种方式
一个程序在运行起来的时候会转换成进程，通常含有多个线程。
通常情况下，一个进程中的比较耗时的操作（如长循环、文件上传下载、网络资源获取等），往往会采用多线程来解决。
比如显示生活中，银行取钱问题、火车票多个售票窗口的问题，通常会涉及到并发的问题，从而需要多线程的技术。
当进程中有多个并发线程进入一个重要数据的代码块时，在修改数据的过程中，很有可能引发线程安全问题，从而造成数据异常。例如，正常逻辑下，同一个编号的火车票只能售出一次，却由于线程安全问题而被多次售出，从而引起实际业务异常。
第一种实现线程安全的方式 同步代码块
package com.bpan.spring.beans.thread;
import com.sun.org.apache.regexp.internal.recompile;
public class ThreadSynchronizedSecurity {
static int tickets = 10;
class SellTickets implements Runnable{@Override
public void run() {
// 同步代码块
while(tickets > 0) {
synchronized (this) {
// System.out.println(this.getClass().getName().toString());
if (tickets <= 0) {
return;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->售出第： "+tickets+" 票");
tickets--;
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if (tickets <= 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->售票结束！");
}
}
}
}
public static void main(String[] args) {
SellTickets sell = new ThreadSynchronizedSecurity().new SellTickets();
Thread thread1 = new Thread(sell, "1号窗口");
Thread thread2 = new Thread(sell, "2号窗口");
Thread thread3 = new Thread(sell, "3号窗口");
Thread thread4 = new Thread(sell, "4号窗口");
thread1.start();
thread2.start();
thread3.start();
thread4.start();
}
}
第二种 方式 同步方法
package com.bpan.spring.beans.thread;
public class ThreadSynchroniazedMethodSecurity {
static int tickets = 10;
class SellTickets implements Runnable{@Override
public void run() {
//同步方法
while (tickets > 0) {
synMethod();
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
if (tickets<=0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->售票结束");
}
}
}
synchronized void synMethod() {
synchronized (this) {
if (tickets <=0) {
return;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---->售出第 "+tickets+" 票 ");
tickets-- ;
}
}
}
public static void main(String[] args) {
SellTickets sell = new ThreadSynchroniazedMethodSecurity().new SellTickets();
Thread thread1 = new Thread(sell, "1号窗口");
Thread thread2 = new Thread(sell, "2号窗口");
Thread thread3 = new Thread(sell, "3号窗口");
Thread thread4 = new Thread(sell, "4号窗口");
thread1.start();
thread2.start();
thread3.start();
thread4.start();
}}
第三种 方式 Lock锁机制， 通过创建Lock对象，采用lock()加锁，unlock()解锁，来保护指定的代码块
package com.bpan.spring.beans.thread;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class ThreadLockSecurity {
static int tickets = 10;
class SellTickets implements Runnable{
Lock lock = new ReentrantLock();@Override
public void run() {
// Lock锁机制
while(tickets > 0) {
try {
lock.lock();
if (tickets <= 0) {
return;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->售出第： "+tickets+" 票");
tickets--;
} catch (Exception e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
}finally {
lock.unlock();
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
if (tickets <= 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->售票结束！");
}
}
}
public static void main(String[] args) {
SellTickets sell = new ThreadLockSecurity().new SellTickets();
Thread thread1 = new Thread(sell, "1号窗口");
Thread thread2 = new Thread(sell, "2号窗口");
Thread thread3 = new Thread(sell, "3号窗口");
Thread thread4 = new Thread(sell, "4号窗口");
thread1.start();
thread2.start();
thread3.start();
thread4.start();
}
}
最后总结：
由于synchronized是在JVM层面实现的，因此系统可以监控锁的释放与否；而ReentrantLock是使用代码实现的，系统无法自动释放锁，需要在代码中的finally子句中显式释放锁lock.unlock()。
另外，在并发量比较小的情况下，使用synchronized是个不错的选择；但是在并发量比较高的情况下，其性能下降会很严重，此时ReentrantLock是个不错的方案。
补充：
在使用synchronized 代码块时,可以与wait()、notify()、nitifyAll()一起使用，从而进一步实现线程的通信。
其中，wait()方法会释放占有的对象锁，当前线程进入等待池，释放cpu,而其他正在等待的线程即可抢占此锁，获得锁的线程即可运行程序；线程的sleep()方法则表示，当前线程会休眠一段时间，休眠期间，会暂时释放cpu，但并不释放对象锁，也就是说，在休眠期间，其他线程依然无法进入被同步保护的代码内部，当前线程休眠结束时，会重新获得cpu执行权,从而执行被同步保护的代码。
wait()和sleep()最大的不同在于wait()会释放对象锁，而sleep()不会释放对象锁。
notify()方法会唤醒因为调用对象的wait()而处于等待状态的线程，从而使得该线程有机会获取对象锁。调用notify()后，当前线程并不会立即释放锁，而是继续执行当前代码，直到synchronized中的代码全部执行完毕，才会释放对象锁。JVM会在等待的线程中调度一个线程去获得对象锁，执行代码。
需要注意的是，wait()和notify()必须在synchronized代码块中调用。
notifyAll()是唤醒所有等待的线程。
package com.bpan.spring.beans.thread;
public class ThreadDemo {
static final Object obj = new Object();
//第一个子线程
static class ThreadA implements Runnable{@Override
public void run() {
int count = 10;
while(count > 0) {
synchronized (ThreadDemo.obj) {
System.out.println("A-----"+count);
count--;
synchronized (ThreadDemo.obj) {
//notify()方法会唤醒因为调用对象的wait()而处于等待状态的线程，从而使得该线程有机会获取对象锁。
//调用notify()后，当前线程并不会立即释放锁，而是继续执行当前代码，直到synchronized中的代码全部执行完毕，
ThreadDemo.obj.notify();
try {
ThreadDemo.obj.wait();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
}
static class ThreadB implements Runnable{
@Override
public void run() {
int count = 10;
while(count > 0) {
synchronized (ThreadDemo.obj) {
System.out.println("B-----"+count);
count--;
synchronized (ThreadDemo.obj) {
//notify()方法会唤醒因为调用对象的wait()而处于等待状态的线程，从而使得该线程有机会获取对象锁。
//调用notify()后，当前线程并不会立即释放锁，而是继续执行当前代码，直到synchronized中的代码全部执行完毕，
ThreadDemo.obj.notify();
try {
ThreadDemo.obj.wait();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
}
public static void main(String[] args) {
new Thread(new ThreadA()).start();
new Thread(new ThreadB()).start();
}}