Java 多线程—— 线程的同步

Posted 2021-01-16 chen_hao

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java 多线程—— 线程的同步相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

上文创建多线程买票的例子中注释会出现错票、重票的问题，本文来讲讲如何解决此问题。本文例子：利用多线程模拟 3 个窗口卖票

实现Runnable接口

public class TestThread2 {
    public static void main(String [] args){
        Window window=new Window();
        Thread thread1=new Thread(window,"窗口一");
        Thread thread2=new Thread(window,"窗口二");
        Thread thread3=new Thread(window,"窗口三");
        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
    }
}

class Window implements  Runnable{
    int ticket=50;
    @Override
    public void run(){
        while (true){
            if(ticket > 0){
                try {
                    Thread.currentThread().sleep(100);//模拟卖票需要一定的时间
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"售票，票号为："+ticket--);
            }else {
                break;
            }
        }
    }
}

运行结果：

窗口二售票，票号为：13
窗口三售票，票号为：12
窗口一售票，票号为：11
窗口二售票，票号为：10
窗口一售票，票号为：10
窗口三售票，票号为：10
窗口三售票，票号为：9
窗口一售票，票号为：8
窗口二售票，票号为：7
窗口三售票，票号为：6
窗口一售票，票号为：5
窗口二售票，票号为：4
窗口三售票，票号为：3
窗口一售票，票号为：2
窗口二售票，票号为：1
窗口三售票，票号为：0
窗口一售票，票号为：-1

结果分析：这里出现了票数为0和负数还有重票的情况，这在现实生活中肯定是不存在的，那么为什么会出现这样的情况呢？

　　当票号为10时：A线程、B线程、C线程同时进入到if(ticket > 0)的代码块中，A线程已经执行了打印输出语句，但是还没有做ticket--操作；
　　这时B线程就开始执行了打印操作，那么就会出现两个线程打印票数一样，即卖的是同一张票
　　当票号为1时：A线程、B线程，C线程同时进入到if(ticket > 0)的代码块中，A线程执行了打印语句，并且已经做完了ticket--操作，则此时ticket=0；
　　B线程再打印时就出现了0的情况，同理C线程打印就会出现-1的情况。

解决办法：即我们不能同时让超过两个以上的线程进入到 if(ticket > 0)的代码块中，不然就会出现上述的错误。必须让一个线程操作共享数据完毕以后，其他线程才有机会参与共享数据的操作。我们可以通过以下两个办法来解决：

　　1、使用同步代码块

　　2、使用同步方法

使用同步代码块

synchronized(同步监视器){
      //需要被同步的代码块（即为操作共享数据的代码）
}

　　同步监视器：由任意一个类的对象来充当，哪个线程获取此监视器，谁就执行大括号里被同步的代码。俗称：锁

　　要求：1、所有的线程必须公用同一把锁！不能相对于线程是变化的对象；

　　　　 2、并且只需锁住操作共享数据的代码，锁多了或少了都不行；

实例：

1、实现的方式

public class TestWindow {
    public static void main(String [] args){
        Window1 window=new Window1();
        Thread thread1=new Thread(window,"窗口一");
        Thread thread2=new Thread(window,"窗口二");
        Thread thread3=new Thread(window,"窗口三");
        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
    }
}

class Window1 implements  Runnable{
    int ticket=100;//共享数据
    @Override
    public void  run(){
        while (true){
            synchronized (this){//this表示当前对象，此时表示创建的 window
                if(ticket > 0){
                    try {
                        //模拟卖票需要一定的时间
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"售票，票号为："+ticket--);
                }
            }
        }
    }
}

注意：在实现的方式中，考虑同步的话，可以使用this充当锁，但在继承的方式中，会创建多个对象，慎用this

2、继承的方式

public class TestWindow1 {
    public static void main(String [] args){
        Window2 window1=new Window2();
        Window2 window2=new Window2();
        window1.start();
        window2.start();
    }
}


class Window2 extends Thread{
    static int ticket=100;//共享数据；注意声明为 static,表示几个窗口共享
    static Object object=new Object();//用static 可以表示唯一
    @Override
    public void  run(){
        while (true){
            //synchronized (this){//this表示当前对象，此时表示创建的 window1和window2
            synchronized (object){//锁必须是唯一，不能每个线程都使用自己的一把锁
                if(ticket > 0){
                    try {
                        Thread.sleep(200);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"售票，票号为："+ticket--);
                }
            }
        }
    }
}

注意：1、继承的方式会创建多个实例，所以共享资源需要用static来修饰，表示共享

　　 2、继承的方式会创建多个实例，所以 this 表示不同的实例对象，这里表示widow1和window2,所以不能使用this当锁，此时可以定义一个 static 修饰的对象当锁

使用同步方法

语法：即用 synchronized 关键字修饰方法

将操作共享数据的方法声明为synchronized。即此方法为同步方法，能够保证当其中一个线程执行此方法时，其他线程再外等待直至此线程执行完此方法。
注意：同步方法的锁：this

实例：

1、实现的方式

public class TestWindow2 {
    public static void main(String [] args){
        Window3 window=new Window3();
        Thread thread1=new Thread(window,"窗口一");
        Thread thread2=new Thread(window,"窗口二");
        Thread thread3=new Thread(window,"窗口三");
        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
    }
}

class Window3 implements  Runnable{
    int ticket=100;//共享数据
    @Override
    public void  run(){
        while (true){
            show();
        }
    }

    public synchronized void show(){//this充当锁，此时表示创建的 window；
        // 如果用继承的方式，使用同步方法，这里表示创建的 window1和window2，继承的方式不要使用同步方法
        if(ticket > 0){
            try {
                Thread.currentThread().sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"售票，票号为："+ticket--);
        }
    }
}