线程安全

Posted 2020-11-28 wuhao-0206
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了线程安全相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
1、线程安全：多线程单线程程序运行结果一致
      线程不安全：多线程单线程程序运行结果不一致
2、导致线程安全问题原因
全局变量或者静态变量引起；
一般情况下，多个线程只读数据，不写数据，则线程是安全的；
若多个线程同时执行写操作，则容易导致线程不安全问题发生。
根本原因：
多个线程操作共享的数据
操作共享数据的线程代码有多条
多个线程对共享数据有写操作
3、线程安全演示
单线程情况：
package com.wuhao.thread;

/**
 * 线程安全演示
 */
public class Ticket implements Runnable {
    private Integer ticketNum = 100;//电影票张数
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            if (ticketNum>0){
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                String name = Thread.currentThread().getName();
                System.out.println("线程"+name+"销售电影票:"+ticketNum--);
            }


        }
    }
}


package com.wuhao.thread;

public class TicketSafeTest {
    public static void main(String[] args) {
        //1、创建电影票对象
        Ticket ticket = new Ticket();
        //2、创建Thread，执行电影票售卖
        Thread thread = new Thread(ticket,"窗口一");
        Thread thread1 = new Thread(ticket,"窗口二");
        Thread thread2= new Thread(ticket,"窗口三");
        thread.start();
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}


"C:Program FilesJavajdk1.8.0_131injava.exe" "-javaagent:C:Program FilesJetBrainsIntelliJ IDEA 2018.2.5libidea_rt.jar=56766:C:Program FilesJetBrainsIntelliJ IDEA 2018.2.5in" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibcharsets.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibdeploy.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextaccess-bridge-64.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextcldrdata.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextdnsns.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextjaccess.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextjfxrt.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextlocaledata.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibext
ashorn.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextsunec.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextsunjce_provider.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextsunmscapi.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextsunpkcs11.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextzipfs.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibjavaws.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibjce.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibjfr.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibjfxswt.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibjsse.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibmanagement-agent.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibplugin.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelib
esources.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelib
t.jar;C:UsersAdministratorIdeaProjectsmultiThread	hread_safety	argetclasses" com.wuhao.thread.TicketSafeTest
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4、线程安全问题解决
同步代码块 synchronized
同步方法  synchronized
同步锁 ReentrantLock
特殊域变量 volatile
局部变量 ThreadLocal
阻塞队列 LinkedBlockingQuene
原子变量 Atomic*
同步代码块：
package com.wuhao.thread;

/**
 * 线程安全演示
 */
public class Ticket implements Runnable {
    private Integer ticketNum = 100;//电影票张数
    private Object object = new Object();
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            synchronized(object){
                if (ticketNum>0){
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    String name = Thread.currentThread().getName();
                    System.out.println("线程"+name+"销售电影票:"+ticketNum--);
                }
            }



        }
    }
}


package com.wuhao.thread;

public class TicketSafeTest {
    public static void main(String[] args) {
        //1、创建电影票对象
        Ticket ticket = new Ticket();
        //2、创建Thread，执行电影票售卖
        Thread thread = new Thread(ticket,"窗口一");
        Thread thread1 = new Thread(ticket,"窗口二");
        Thread thread2= new Thread(ticket,"窗口三");
        thread.start();
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}


"C:Program FilesJavajdk1.8.0_131injava.exe" "-javaagent:C:Program FilesJetBrainsIntelliJ IDEA 2018.2.5libidea_rt.jar=56925:C:Program FilesJetBrainsIntelliJ IDEA 2018.2.5in" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibcharsets.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibdeploy.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextaccess-bridge-64.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextcldrdata.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextdnsns.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextjaccess.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextjfxrt.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextlocaledata.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibext
ashorn.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextsunec.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextsunjce_provider.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextsunmscapi.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextsunpkcs11.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextzipfs.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibjavaws.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibjce.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibjfr.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibjfxswt.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibjsse.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibmanagement-agent.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibplugin.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelib
esources.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelib
t.jar;C:UsersAdministratorIdeaProjectsmultiThread	hread_safety	argetclasses" com.wuhao.thread.TicketSafeTest
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同步方法：
package com.wuhao.thread;

/**
 * 线程安全演示
 */
public class Ticket implements Runnable {
    private Integer ticketNum = 100;//电影票张数
    private Object object = new Object();
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            saleTicket();
        }
    }
    private  synchronized void saleTicket(){
        if (ticketNum>0){
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            String name = Thread.currentThread().getName();
            System.out.println("线程"+name+"销售电影票:"+ticketNum--);
        }
    }
}


package com.wuhao.thread;

public class TicketSafeTest {
    public static void main(String[] args) {
        //1、创建电影票对象
        Ticket ticket = new Ticket();
        //2、创建Thread，执行电影票售卖
        Thread thread = new Thread(ticket,"窗口一");
        Thread thread1 = new Thread(ticket,"窗口二");
        Thread thread2= new Thread(ticket,"窗口三");
        thread.start();
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}


"C:Program FilesJavajdk1.8.0_131injava.exe" "-javaagent:C:Program FilesJetBrainsIntelliJ IDEA 2018.2.5libidea_rt.jar=56973:C:Program FilesJetBrainsIntelliJ IDEA 2018.2.5in" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibcharsets.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibdeploy.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextaccess-bridge-64.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextcldrdata.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextdnsns.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextjaccess.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextjfxrt.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextlocaledata.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibext
ashorn.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextsunec.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextsunjce_provider.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextsunmscapi.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextsunpkcs11.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextzipfs.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibjavaws.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibjce.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibjfr.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibjfxswt.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibjsse.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibmanagement-agent.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibplugin.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelib
esources.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelib
t.jar;C:UsersAdministratorIdeaProjectsmultiThread	hread_safety	argetclasses" com.wuhao.thread.TicketSafeTest
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同步锁：
公平锁：各个线程有公平竞争锁的机会
独占锁：非公平锁，不是所有线程都有获得锁的机会
重入锁：线程再次请求锁的时候就能获得锁，则成锁为重入锁
注意：使用同步锁的时候，加锁必须伴随解锁，不然容易发生死锁，解锁过程用try代码块finally里书写
package com.wuhao.thread;

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * 线程安全演示
 */
public class Ticket implements Runnable {
    private Integer ticketNum = 100;//电影票张数
    private Object object = new Object();
    private Lock lock = new ReentrantLock(true);//参数:是否为公平锁，true则为公平锁，公平锁意味着各个线程都有竞争锁的权利，false则是非公平锁，即为独占锁。
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            lock.lock();//lock加锁
            try {
                if (ticketNum>0){
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    String name = Thread.currentThread().getName();
                    System.out.println("线程"+name+"销售电影票:"+ticketNum--);
                }
            }finally {
                lock.unlock();//解锁
            }

        }
    }
    private  synchronized void saleTicket(){

    }
}


package com.wuhao.thread;

public class TicketSafeTest {
    public static void main(String[] args) {
        //1、创建电影票对象
        Ticket ticket = new Ticket();
        //2、创建Thread，执行电影票售卖
        Thread thread = new Thread(ticket,"窗口一");
        Thread thread1 = new Thread(ticket,"窗口二");
        Thread thread2= new Thread(ticket,"窗口三");
        thread.start();
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}


"C:Program FilesJavajdk1.8.0_131injava.exe" "-javaagent:C:Program FilesJetBrainsIntelliJ IDEA 2018.2.5libidea_rt.jar=58855:C:Program FilesJetBrainsIntelliJ IDEA 2018.2.5in" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibcharsets.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibdeploy.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextaccess-bridge-64.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextcldrdata.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextdnsns.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextjaccess.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextjfxrt.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextlocaledata.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibext
ashorn.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextsunec.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextsunjce_provider.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextsunmscapi.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextsunpkcs11.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibextzipfs.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibjavaws.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibjce.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibjfr.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibjfxswt.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibjsse.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibmanagement-agent.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelibplugin.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelib
esources.jar;C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrelib
t.jar;C:UsersAdministratorIdeaProjectsmultiThread	hread_safety	argetclasses" com.wuhao.thread.TicketSafeTest
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总结：
synchronized是java内置关键字，在jvm层面，lock是个java类
synchronized无法判断是否获取锁的状态，lock可以判断是否获得锁
synchronized会自动释放锁，lock必须在finally代码块里释放锁，unlock()方法释放锁，否则容易造成死锁
synchronized的线程1和2，如果1获得锁，则2线程等待，如果线程1阻塞，线程2则一直等待，而Lock锁则不会，如果尝试获取不到锁，线程可以不用一直等待就结束
synchronized锁可重入，不可中断，非公平，而Lock锁可重入，可中断，可公平
Lock锁适合大量同步的代码同步问题，synchronized锁适合代码量少的同步
以上是关于线程安全的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
HashMap 和 ConcurrentHashMap 的区别
线程同步-使用ReaderWriterLockSlim类
newCacheThreadPool()newFixedThreadPool()newScheduledThreadPool()newSingleThreadExecutor()自定义线程池(代码片段
多线程 Thread 线程同步 synchronized
活动到片段方法调用带有进度条的线程
第十次总结线程的异步和同步