线程的同步（解决多线程安全问题）

Posted 2021-06-26 巧克力爱王子

多线程出现安全问题的原因：

当多条语句在操作同一个线程共享数据时，一个线程对多条语句只执行了一部分，还没有

 

执行完，另一个线程参与进来执行。导致共享数据的错误。

 

解决方法：

 

对多条操作共享数据的语句，只能让一个线程都执行完，在执行过程中，其他线程不可以

 

参与执行。

 

Java对多线程的安全问题提供了专门的解决方法：同步机制。

 

方法一：同步代码块

 

synchronized{

    //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（注意不要包含多了也不要包含少了）；

 

2、共享数据：多个线程共同操作的变量；

 

3、同步监视器：俗称锁，任何一个类的对象都可以充当锁（要求各线程必须共用一把锁）；

 

4、在实现Runnab接口创建多线程的方式中，可以考虑使用this作为同步监视器，在继承Thread类

 

创建多线程的方式中，可以考虑 类.class作为同步监视器。

 

下面是一个简单的多窗口卖票问题

 

class Window implements Runnable{//实现Runnable方法创建多线程

    private static int ticket = 100;//票数

    @Override
    public void run() {//重写run方法
        while (true){
          synchronized (this) {//将操作共享数据的代码用synchronized包起来
              if (ticket > 0) {
                  //当前线程的名字
                  System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":买票，票号为：" + ticket);

                  ticket--;
              } else {
                  break;
              }
          }
        }
    }
}

此时，对于操作共享数据的语句，只有当一个线程执行完了，释放了锁，其他线程才能进入。

方法二：使用同步方法

当操作共享数据的代码完全完整的声明在一个方法中，可以将此方法设置为同步的。

注意：

1、同步方法仍然涉及到同步监视器，只是不需要我们显示的声明；

2、非静态的同步方法，同步监视器为 this

      静态的同步方法，同步监视器为当前类本身（类.class）

此为非静态的同步方法

//实现Runnable接口创建多线程
class Window1 implements Runnable{

    private static int ticket = 100;//票数

    @Override
    public void run() {//重写run方法
        while (true){
            show();//该方法为操作共享数据的方法
        }
    }

    private synchronized void  show(){//同步监视器为this

            if (ticket > 0) {

                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":买票，票号为：" + ticket);

                ticket--;
            }

        }
}

 

此为静态的同步方法

//继承Thread类来创建多线程
class Window2 extends Thread {

    private static int ticket = 100;//票数

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            show();//该方法为操作共享数据的方法
        }
    }

    private  static synchronized void  show(){//同步监视器为Window2.class

        if (ticket > 0) {

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":买票，票号为：" + ticket);

            ticket--;
        }
    }
}

 

方式三：lock（锁）

class A{

private final ReentrantLock lock = new ReenTrantLock();

public void m(){

lock.lock();

try{

// 保证线程安全的代码 ;

}

finally{

lock.unlock();

}

}

}

 

说明：

 

1、从 JDK 5.0 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；

 

2、 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先获得

 

Lock对象；

 

3、ReentrantLock 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。

class Windowlock implements Runnable{

    private  int trick = 100;
//    实例化ReentrantLock
    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {

        while (true) {
            try {
                  //调用锁定方法
                    lock.lock();
                    if(trick > 0){

                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + trick);
                        trick--;
                    }else{
                        break;
                    }
            } finally {
//解锁
                lock.unlock();
            }
        }

    }
}

 

synchronized 与 lock的对比：

 

1. Lock是显式锁（手动开启和关闭锁，别忘记关闭锁）， synchronized 是隐式锁，出了作用域自动

 

释放；

 

2. Lock只有代码块锁， synchronized 有代码块锁和方法锁；

 

3. 使用Lock 锁， JVM 将花费较少的时间来调度线程，性能更好。并且具有更好的扩展性（提供更

 

多的子类）

 

优先使用顺序：

 

lock——>同步代码块——>同步方法