线程同步详解
目录
线程同步详解
并发
线程同步基本介绍
三大线程不安全案例
案例一：线程不安全的买票
案例一改进：线程安全的买票
案例二：线程不安全的取钱
案例二改进：线程安全的取钱
案例三：线程不安全的集合
案例三改进：线程安全的集合
同步方法及同步块
同步方法基本介绍
同步块基本介绍
线程同步详解
并发
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同一个对象被多个线程同时操作
线程同步基本介绍
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现实生活中，我们会遇到 "同一个资源，多个人都想使用" 的问题，比如食堂排队打饭，每个人都想吃饭，最天然的解决办法就是排队，一个个来
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处理多线程问题时，多个线程访问同一个对象，并且某些线程还想修改这个对象，这时候我们就需要线程同步。线程同步其实就是一种等待机制，多个需要同时访问此对象的线程进入这个对象的等待池形成队列，等待前面线程使用完毕，下一个线程再使用。
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由于同一个进程的多个线程共享同一块存储空间，在带来方便的同时，也带来了访问冲突问题，为了保证数据在方法中被访问时的正确性，在访问时加入 锁机制(synchronized) ,当一个线程获得对象的排它锁时，会独占资源，其它线程必须等待，使用后释放锁即可。存在以下问题：
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一个线程持有锁会导致其它所有需要此锁的线程挂起
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在多线程竞争下，加锁、释放锁会导致比较多的上下文切换 和 调度延时，引起性能问题
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如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁，会导致优先级倒置，引起性能问题
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锁的对象是变化的量，需要增删改的对象
三大线程不安全案例
案例一：线程不安全的买票
public class UnsafeBuyTicket {
public static void main(String[] args) {
//线程不安全的买票
BuyTicket station = new BuyTicket();
new Thread(station,"苦逼的我").start();
new Thread(station,"牛逼的你们").start();
new Thread(station,"可恶的黄牛党").start();
}
}
class BuyTicket implements Runnable{
//票
private int ticksNums = 10;
private boolean flag = true;//外部停止方式
@Override
public void run() {
//买票
while (flag){
try {
buy();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
private void buy() throws InterruptedException {
//判断是否有票
if (ticksNums<=0){
flag = false;
return;
}
//模拟延时
Thread.sleep(100);
//买票
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到第"+ticksNums--+"票");
}
}
案例一改进：线程安全的买票
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在 buy() 方法上加上 synchronized 关键字即可
private synchronized void buy() throws InterruptedException {
//判断是否有票
if (ticksNums<=0){
flag = false;
return;
}
//模拟延时
Thread.sleep(100);
//买票
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到第"+ticksNums--+"票");
}
案例二：线程不安全的取钱
public class UnsafeBank {
//不安全的取钱，两个人去银行取钱
public static void main(String[] args) {
//账户
Account account = new Account(100,"结婚基金账户");
Drawing you = new Drawing(account, 50, "你");
Drawing girlFriend = new Drawing(account, 100, "girlFriend");
you.start();
girlFriend.start();
}
}
//账户
class Account{
int money;//余额
String name;//卡名
public Account(int money, String name) {
this.money = money;
this.name = name;
}
}
//银行:模拟取款
class Drawing extends Thread{
Account account;//账户
//取了多少钱
int drawingMoney;
//现在手里有多少前
int nowMoney;
public Drawing(Account account,int drawingMoney,String name){
super(name);
this.account = account;
this.drawingMoney = drawingMoney;
}
//取钱
@Override
public void run() {
//判断有没有钱
if (account.money- drawingMoney<0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够，取不了");
return;
}
//模拟延时
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//卡内余额 = 余额 - 你取的钱
account.money = account.money - drawingMoney;
//你手里的钱
nowMoney = nowMoney + drawingMoney;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"手里的钱："+nowMoney);
System.out.println(account.name+"余额为："+account.money);
}
}
案例二改进：线程安全的取钱
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两个对象对应两把锁。线程“girlfriend”执行run方法时发现加锁了，便找到加锁对象(girlfriend,不是you)，发现没有其他线程执行run方法，就持锁执行run方法；线程“you”执行run方法时发现加锁了，便找到加锁对象(you)，发现没有其他线程执行run方法，就持锁执行run方法。导致实际上两个线程还是同步运行，所以应该锁Account而不是锁银行。
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使用同步块
//取钱
@Override
public void run() {
synchronized (account){ //使用同步块
//判断有没有钱
if (account.money- drawingMoney<0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够，取不了");
return;
}
//模拟延时
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//卡内余额 = 余额 - 你取的钱
account.money = account.money - drawingMoney;
//你手里的钱
nowMoney = nowMoney + drawingMoney;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"手里的钱："+nowMoney);
System.out.println(account.name+"余额为："+account.money);
}
}
案例三：线程不安全的集合
没有命名的线程，jvm会为每一个线程提供一个默认的名字
Thread-0 ~ Thread-x
public class UnsafeList {
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList<>();
for (int i = 1; i < 10; i++) {
new Thread(() -> {
list.add(Thread.currentThread().getName());
}).start();
}
//模拟延时
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//遍历集合
for (String s : list) {
System.out.println(s);
}
}
} 
public class UnsafeList {
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList<>();
for (int i = 1; i <= 10000; i++) {
new Thread(() -> {
list.add(Thread.currentThread().getName());
}).start();
}
//模拟延时
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(list.size());
}
}
案例三改进：线程安全的集合
public class UnsafeList {
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList<>();
for (int i = 1; i <= 10000; i++) {
new Thread(() -> {
synchronized (list){
list.add(Thread.currentThread().getName());
}
}).start();
}
//模拟延时
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(list.size());
}
} 
测试JUC中安全类型的集合
public class TestJUC {
//测试JUC安全类型的集合
public static void main(String[] args) {
CopyOnWriteArrayList list = new CopyOnWriteArrayList<>();
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
new Thread(() -> {
list.add(Thread.currentThread().getName());
}).start();
}
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(list.size());
}
} 
同步方法及同步块
同步方法基本介绍
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由于我们可以通过 private 关键字来保证数据对象只能被方法访问，所以我们只需要针对方法提出一套机制，这套机制就是 synchronized 关键字，它包括两种用法：synchronized 方法 和 synchronized 块
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synchronized 方法控制对”对象“的访问，每个对象对应一把锁，每个synchronized方法都必须获得调用该方法的对象的锁才能执行，否则线程会阻塞，方法一旦执行，就独占该锁，直到该方法返回才释放锁，后面被阻塞的线程才能获得这个锁，继续执行
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方法里面需要修改的内容才需要加锁，锁的太多，会浪费资源
缺点：若将一个大的方法申明为synchronized方法，将会影响效率
同步块基本介绍
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同步块：
synchronized (Obj) {
}
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Obj 称之为同步监视器
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Obj 可以是任何对象，但是推荐使用共享资源作为同步监视器
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同步方法中无需指定同步监视器，因为同步方法中的同步监视器就是this，就是这个对象本身，或者是class
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同步监视器的执行过程
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第一个线程访问，锁定同步监视器，执行其中代码
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第二个线程访问，发现同步监视器被锁定，无法访问
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第一个线程访问完毕，解锁同步监视器
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第二个线程访问，发现同步监视器没有锁，然后锁定并访问
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