Java线程安全问题三种解决方法

场景：抢票

抢票的核心问题就是共享数据，多个人可以理解为多个线程，同时抢票；票数是共享数据，所有人都只能从唯一的余票池里抢票

方式一：同步代码块

synchronized(同步监视器){
  //需要被同步的代码
}

说明：
1.操作共享数据的代码，即为需要被同步的代码
2.共享数据：多个线程共同操作的变量，比如：ticket就是共享数据
3.同步监视器，俗称锁，任何一个类的对象都可以充当锁，

a) 基于Thread类继承实现的代码块同步

public class ThreadDemo01{
    public static void main(String[] args) {
        Windows w1 = new Windows();
        Windows w2 = new Windows();
        Windows w3 = new Windows();
        w1.setName("W1");
        w2.setName("W2");
        w3.setName("W3");
        w1.start();
        w2.start();
        w3.start();
    }
}

class Windows extends Thread{
    private static int TICKET=100;
    private static Object obj = new Object();

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            synchronized (Window.class) { //这个也一样，Window.class也是代表Window这个类
            //synchronized (obj) {    --这种是大家最常用的方法，前面new好的对象，这里引用
                if (TICKET > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(getName() + ":" + TICKET);
                    TICKET--;
                } else {
                    break;
                }
            }
        }
    }
}

b) 基于实现Runnable接口的代码块同步

public class ThreadDemo02{
    public static void main(String[] args) {
        Windows w = new Windows();
        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);
        t1.setName("T1");
        t2.setName("T2");
        t3.setName("T3");
        t2.start();
        t1.start();
        t3.start();
    }
}

class Windows implements Runnable{
    private int TICKET=100;
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            //this是代表Window1，因为在main里面，Window1只new了一次，所以这个this代表的对象唯一，故也可以作为锁来使用
            synchronized(this){
                if (TICKET > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + TICKET);
                    TICKET--;
                }else {
                    break;
                }
            }
        }
    }
}

方式二： 同步方法

说明：同步方法实际上就是将需要同步的代码单独写成一个方法，将整个方法进行同步即可，

a) 实现Runnable接口的方法同步

public class ThreadDemo03{
    public static void main(String[] args) {
        Windows w = new Windows();
        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);
        t1.setName("T1");
        t2.setName("T2");
        t3.setName("T3");
        t2.start();
        t1.start();
        t3.start();
    }
}

class Windows implements Runnable{
    private int TICKET=100;
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            show();
        }
    }

    private synchronized void show(){ //同步监视器默认是this
        if (TICKET > 0) {
            try {
                Thread.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + TICKET);
            Thread.yield();
            TICKET--;
        }
    }
}

b) 继承Thread类的子类的方法同步

public class ThreadDemo04{
    public static void main(String[] args) {
        Windows w1 = new Windows();
        Windows w2 = new Windows();
        Windows w3 = new Windows();
        w1.setName("W1");
        w2.setName("W2");
        w3.setName("W3");
        w1.start();
        w2.start();
        w3.start();

    }
}

class Windows extends Thread{
    private static int TICKET=100;

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            show();
        }
    }

    public static synchronized void show(){
        if (TICKET > 0) {
            try {
                Thread.sleep(50);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + TICKET);
            TICKET--;
        }
    }
}

方式三

Lock锁方式解决线程安全问题

public class ThreadDemo05 {
    public static void main(String[] args) {
        Windows w = new Windows();
        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

class Windows implements Runnable{
    private int TICKET=100;
    //1.实例化ReentrantLock
    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            try {
                //2.调用lock()
                lock.lock();
                if (TICKET > 0){
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + TICKET);
                    TICKET--;
                }else {
                    break;
                }
            } finally {
                //3.解锁
                lock.unlock();
            }
        }
    }
}

1. 线程安全的问题，最核心的问题就是对共享数据的操作，最核心的处理办法就是禁止多个线程同时操作共享数据，类似synchronized等其实也就是将多个线程的操作还是串行着去执行的，所以做了同步机制的代码执行效率就比没有的慢
2. 演示代码是比较基础的，很多线程安全问题还是挺隐蔽的，类似死锁也是很隐蔽的，跟Demo级别的代码比起来还是很复杂的，需要不断总结和多练习才能搞定啦