多线程之线程同步与三大不安全案例

亦凉 2022-10-09 06:22 178阅读 0赞

## 线程同步 ##

*  使用场景：出现并发，多个线程操作同一个资源。

> 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，这个时候我们就需要线程同步。

> 线程同步就是一种等待机制，多个需要同时访问此对象的线程进入对象的等待池，形成队列，等待前面线程使用完毕，下一个线程再使用。

> 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，也带来了访问冲突的问题，为了保证数据在方法中被访问的正确性，在访问时加入锁机制（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，事后释放锁。

**存在的问题**：

*  一个线程有锁会导致其它所有需要此锁的线程挂起；
 *  在多线程竞争下，加锁和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。

***线程不安全测试***

1.线程不安全测试—同时买票

**示例代码：**

//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,"a").start();
                new Thread(station,"b").start();
                new Thread(station,"c").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) {
        
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    
            //买票方法
            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()+"拿到了第"+ticketnums--+"张票");
            }
        }

2.线程不安全测试—同时取钱

**示例代码：**

//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) {
        
            //账户
            Account account = new Account(100, "结婚基金");
            Drawing you = new Drawing(account, 50, "你");
            Drawing girlfriend = new Drawing(account, 100, "你女朋友");
            
            you.start();
            girlfriend.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;//添加构造方法
        }
    }
    //银行： 模拟取款
    class Drawing extends Thread{
        
        Account account;//账户
        //取了多少钱哦
        int drawingMoney;
        //现在手里多少钱
        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()+"没钱了，取不了");
                return;
            }
            //sleep可以放大问题的发生性，线程不安全
            try {
        
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
            //卡内余额 = 余额 - 你取得钱
            account.money = account.money-drawingMoney;
            //你手里的钱
            NowMoney = NowMoney + drawingMoney;
            System.out.println(account.name+"余额为："+account.money);
            //Thread.currentThread().getName() = this.getName()
            //this指代Thread
            System.out.println(this.getName()+"手里的钱："+NowMoney);
        }
    }

3.线程不安全测试 -ArrayList 集合

**示例代码：**

//线程不安全的集合
    public class UnsafeList {
        
        public static void main(String[] args){
        
            List<String> list = new ArrayList<String>();
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
        
                new Thread(()->{
        
                    list.add(Thread.currentThread().getName());
                }).start();
            }
            try {
        
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(list.size());
        }
    }

**同步方法及同步块**

1.  由于我们可以通过priviate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套机制，即synchronized关键字。它有两种用法：synchronized方法和synchronized代码块。
2.  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，否则线程会阻塞，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。
3.  同步方法：public synchronized void method(int args)\{…………\}

**注意**：缺陷：将一个大的方法声明为synchronized会影响效率。

**同步块**

*  同步块：synchronized（obj)\{…………………\}

> obj称之为同步监视器，obj可以是任意对象，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，因为同步方法中同步监视器就是this，就是这个对象本身。

**同步监视器的执行过程：**

第一个程序访问，锁定同步监视器，执行其中代码。
        第二个程序访问，发现同步监视器被锁定，无法访问。
        第一个线程访问完毕：解锁同步监视器。
        第二个线程访问，发现同步监视器没有锁，然后锁定并访问。

**上面三大不安全可以利用同步方法及块变得安全。  
在相应位置加上synchronized！！加油。。。。。**