day13+14 线程同步

1.线程同步

（多个线程操作同一个资源）

并发：同一个对象被多个线程同时操作

处理多线程问题时，多个线程访问同一个对象，并且某个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个等待机制，多个需要同时访问的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。

线程同步形成条件 = 队列 + 锁

由于同一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，在访问时加上锁机制 synchronized，当一个线程获得对象的排它锁，独占资源，其他线程必须等待。使用后释放锁即可。

存在以下问题：

• 一个线程持有锁会导致其他所有需要此锁的线程挂起；
• 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；
• 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。

2.不安全案例

package com.mollzz.syn;

//不安全的买票
//线程不安全，有负数
public class UnSafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket station=new BuyTicket();

        new Thread(station,"张三").start();
        new Thread(station,"李四").start();
        new Thread(station,"黄牛").start();
    }
}

class BuyTicket implements Runnable{

    //票
    private int ticketNums=10;
    boolean flag=true;//外部停止方式

    @Override
    public void run() {
        //买票
        while (flag){
            try {
                buy();
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
    }
    //买票的方法
    private void buy() throws InterruptedException {
        //判断是否有票
        if (ticketNums<=0){
            flag=false;
            return;
        }

        //模拟延时
        Thread.sleep(100);

        //买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到"+ticketNums--);
    }

}

package com.mollzz.syn;

//不安全的取钱
//两个人去银行取钱，账户
public class UnSafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        Account account=new Account(100,"买房");
        Drawing you=new Drawing(account,50,"你");
        Drawing family=new Drawing(account,100,"家人");

        you.start();
        family.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;
    //现在手里有多少钱
    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;
        }
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

        //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(account.name+"余额为"+account.money);
        //这里：Thread.currentThread().getName() = this.getName()
        System.out.println(this.getName()+"手里的钱"+nowMoney+Thread.currentThread().getName());


    }
}

package com.mollzz.syn;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

//线程不安全的集合
public class UnSafeList {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        List<String> list=new ArrayList<String>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println(list.size());
    }
}

3.1同步方法

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台机制，这套机制就是synchronized关键字，它包括两种用法：synchronized 方法和synchronized 块。

同步方法：public synchronized void method(int args){}

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，否则线程会堵塞，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

缺陷：若将一个大的方法申明为synchronized将会影响效率（方法里面需要修改的内容才需要锁，锁的太多浪费资源）

3.2同步块

同步块：synchronized(Obj){}

Obj称之为 同步监视器

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

同步方法中无需指定同步监视器，因为同步方法的同步监视器就是this，就是这个对象本身，或者是class[反射中讲解]

同步监视器的执行过程：

1. 第一个线程访问，锁定同步监视器，执行其中代码
2. 第二个线程访问，发现同步监视器被锁定，无法访问
3. 第一个线程访问完毕，解锁同步监视器
4. 第二个线程访问，发现同步监视器没有锁，然后锁定并访问

4.死锁

多个线程各自占有一些共享资源，并且互相等待其他线程占有的资源才能运行，而导致两个或多个线程都在等待对方释放资源，都停止执行的情形。某一个同步块同时拥有“两个以上对象的锁”时，就可能会发生“死锁”的问题。

5.LOCK(锁)

从JDK5.0开始，Java提供了更强大的线程同步机制——通过显式定义同步锁对象来实现同步。同步锁使用lock对象充当。

java.util.concurrent.locks.Lock接口是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。锁提供了对共享资源的独占访问，每次只能有一个线程对Lock对象加锁，线程开始访问共享资源之前应获得Lock对象

ReentrankLock类实现了Lock，它拥有与synchronized相同的并发性和内存语义，在实现线程安全的控制中，比较常用的是ReentrantLock，可以显式加锁、释放锁。