【Java】线程安全

深藏阁楼爱情的钟 2024-04-03 09:11 36阅读 0赞

## **2.1** **线程安全**  ##

如果有多个线程在同时运行，而这些线程可能会同时运行这段代码。程序每次运行结果和单线程运行的结果是一样

的，而且其他的变量的值也和预期的是一样的，就是线程安全的。

我们通过一个案例，演示线程的安全问题：

电影院要卖票，我们模拟电影院的卖票过程。假设要播放的电影是  “ 葫芦娃大战奥特曼 ” ，本次电影的座位共 100 个

( 本场电影只能卖 100 张票 ) 。

我们来模拟电影院的售票窗口，实现多个窗口同时卖  “ 葫芦娃大战奥特曼 ” 这场电影票 ( 多个窗口一起卖这 100 张票 )

需要窗口，采用线程对象来模拟；需要票， Runnable 接口子类来模拟

模拟票：  ![e74907ac5a0f40a38c2ee76dfcdaf204.png][]

测试类：

![0fe6ac63bda14ce9b83b2483daedc8e6.png][]

结果中有一部分这样现象：

![33d5f9e043a04b6fb2222c66387c9947.png][]

发现程序出现了两个问题：

1.  相同的票数 , 比如 5 这张票被卖了两回。

2.  不存在的票，比如 0 票与 \-1 票，是不存在的。

这种问题，几个窗口 ( 线程 ) 票数不同步了，这种问题称为线程不安全。

线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。若每个线程中对全局变量、静态变量只有读操作，而无写

操作，一般来说，这个全局变量是线程安全的；若有多个线程同时执行写操作，一般都需要考虑线程同步，

否则的话就可能影响线程安全。

## **2.2** **线程同步**  ##

当我们使用多个线程访问同一资源的时候，且多个线程中对资源有写的操作，就容易出现线程安全问题。

要解决上述多线程并发访问一个资源的安全性问题 : 也就是解决重复票与不存在票问题， Java 中提供了同步机制

( **synchronized** ) 来解决。

根据案例简述：  ![9ab8b10531174507b750f5729fc44ec9.png][]

为了保证每个线程都能正常执行原子操作 ,Java 引入了线程同步机制。

那么怎么去使用呢？有三种方式完成同步操作：

1.  同步代码块。

2.  同步方法。

3.  锁机制。

## **2.3** **同步代码块** ##

**同步代码块** ：  synchronized  关键字可以用于方法中的某个区块中，表示只对这个区块的资源实行互斥访问。

格式:  ![284c17b542664182a06a0c870dbb8e98.png][]

**同步锁** :

对象的同步锁只是一个概念 , 可以想象为在对象上标记了一个锁 .

1.  锁对象 可以是任意类型。

2.  多个线程对象 要使用同一把锁。

注意 : 在任何时候 , 最多允许一个线程拥有同步锁 , 谁拿到锁就进入代码块 , 其他的线程只能在外等着

(BLOCKED) 。

使用同步代码块解决代码：  ![d86851b52fa247288520875cbed1bf09.png][]

![0b3a70c8cc5146d9aab711965fd32a17.png][] 当使用了同步代码块后，上述的线程的安全问题，解决了。

## **2.4** **同步方法**  ##

**同步方法** : 使用 synchronized 修饰的方法 , 就叫做同步方法 , 保证 A 线程执行该方法的时候 , 其他线程只能在方法外

等着。

格式：

![334254383a034ad4907360025a217032.png][]

同步锁是谁 ?

对于非 static 方法 , 同步锁就是 this 。

对于 static 方法 , 我们使用当前方法所在类的字节码对象 ( 类名 .class) 。

使用同步方法代码如下： ![e0551af56ca941f4903852995662cf63.png][]

![403a226f20564fba8ef313d1ce170acb.png][]

## **2.5 Lock****锁**  ##

java.util.concurrent.locks.Lock  机制提供了比 **synchronized** 代码块和 **synchronized** 方法更广泛的锁定操作 ,

同步代码块 / 同步方法具有的功能 Lock 都有 , 除此之外更强大 , 更体现面向对象。

Lock 锁也称同步锁，加锁与释放锁方法化了，如下：

public void lock()  : 加同步锁。

public void unlock()  : 释放同步锁。

使用如下：  ![6e7923c422eb4ba2be9073e7c8d183a0.png][]

[e74907ac5a0f40a38c2ee76dfcdaf204.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/03/9e144d4628d546fbb3d805c3d1acf211.png
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