java同步机制解决多线程安全问题

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2023-01-15 08:12 129阅读 0赞

### java同步机制解决多线程安全问题 ###

*  一、问题描述
 *  二、解决方式
 *   *  2.1、同步代码块
     *   *  2.1.1、使用同步代码块解决实现Runnable接口的线程安全问题
         *  2.1.2、使用同步代码块解决继承Thread类的线程安全问题
     *  2.2、同步方法
     *   *  2.2.1、使用同步方法解决实现Runnable接口的线程安全问题
         *  2.2.2、使用同步方法处理继承Thread类的方式中的线程安全问题
 *  三、总结

# 一、问题描述 #

创建三个窗口卖票，总票数为100张，会出现重复票、错票等现象。出现了线程安全问题

# 二、解决方式 #

>  当一个线程a在操作ticket的时候，其他线程不能参与进来。直到线程a操作完ticket时，其他  
> 线程才可以开始操作ticket。这种情况即使线程a出现了阻塞，也不能被改变。

## 2.1、同步代码块 ##

synchronized(同步监视器){ 
          //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。 -->不能包含代码多了，也不能包含代码少了。
 *  2.共享数据：多个线程共同操作的变量。比如：ticket就是共享数据。
 *  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：多个线程必须要共用同一把锁。

### 2.1.1、使用同步代码块解决实现Runnable接口的线程安全问题 ###

> 在实现Runnable接口创建多线程的方式中，我们可以考虑使用this充当同步监视器。

class Window1 implements Runnable{ 
    
        private int ticket = 100;
    // Object obj = new Object();
        @Override
        public void run() { 
    // Object obj = new Object();
            while(true){ 
                synchronized (this){ //此时的this:唯一的Window1的对象 //方式二：synchronized (dog) { 
    
                    if (ticket > 0) { 
    
                        try { 
                            Thread.sleep(100);
                        } catch (InterruptedException e) { 
                            e.printStackTrace();
                        }
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为：" + ticket);
                        ticket--;
                    } else { 
                        break;
                    }
                }
            }
        }
    }
    
    
    public class WindowTest1 { 
        public static void main(String[] args) { 
            Window1 w = new Window1();
    
            Thread t1 = new Thread(w);
            Thread t2 = new Thread(w);
            Thread t3 = new Thread(w);
    
            t1.setName("窗口1");
            t2.setName("窗口2");
            t3.setName("窗口3");
    
            t1.start();
            t2.start();
            t3.start();
        }
    
    }

![在这里插入图片描述][20210421235850428.gif_pic_center]

### 2.1.2、使用同步代码块解决继承Thread类的线程安全问题 ###

> 在继承Thread类创建多线程的方式中，慎用this充当同步监视器，考虑使用当前类充当同步监视器。

class Window2 extends Thread{ 
    
    
        private static int ticket = 100;
    
        private static Object obj = new Object();
    
        @Override
        public void run() { 
    
            while(true){ 
                //正确的
    // synchronized (obj){ 
                synchronized (Window2.class){ //Class clazz = Window2.class,Window2.class只会加载一次
                    //错误的方式：this代表着t1,t2,t3三个对象
    // synchronized (this){ 
    
                    if(ticket > 0){ 
    
                        try { 
                            Thread.sleep(100);
                        } catch (InterruptedException e) { 
                            e.printStackTrace();
                        }
    
                        System.out.println(getName() + "：卖票，票号为：" + ticket);
                        ticket--;
                    }else{ 
                        break;
                    }
                }
    
            }
    
        }
    }
    
    
    public class WindowTest2 { 
        public static void main(String[] args) { 
            Window2 t1 = new Window2();
            Window2 t2 = new Window2();
            Window2 t3 = new Window2();
    
    
            t1.setName("窗口1");
            t2.setName("窗口2");
            t3.setName("窗口3");
    
            t1.start();
            t2.start();
            t3.start();
    
        }
    }

![在这里插入图片描述][20210421235850428.gif_pic_center]

## 2.2、同步方法 ##

**如果操作共享数据的代码完整的声明在一个方法中，我们不妨将此方法声明同步的。**  
关于同步方法的总结：

> 1. 同步方法仍然涉及到同步监视器，只是不需要我们显式的声明。  
> 2. 非静态的同步方法，同步监视器是：this  
> 3. 静态的同步方法，同步监视器是：当前类本身

### 2.2.1、使用同步方法解决实现Runnable接口的线程安全问题 ###

class Window3 implements Runnable { 
    
        private int ticket = 100;
    
        @Override
        public void run() { 
            while (true) { 
    
                show();
            }
        }
    
        private synchronized void show(){ //同步监视器：this
                if (ticket > 0) { 
    
                    try { 
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) { 
                        e.printStackTrace();
                    }
    
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为：" + ticket);
    
                    ticket--;
                }
        }
    }
    
    
    public class WindowTest3 { 
        public static void main(String[] args) { 
            Window3 w = new Window3();
    
            Thread t1 = new Thread(w);
            Thread t2 = new Thread(w);
            Thread t3 = new Thread(w);
    
            t1.setName("窗口1");
            t2.setName("窗口2");
            t3.setName("窗口3");
    
            t1.start();
            t2.start();
            t3.start();
        }
    }

![在这里插入图片描述][20210421235850428.gif_pic_center]

### 2.2.2、使用同步方法处理继承Thread类的方式中的线程安全问题 ###

class Window4 extends Thread { 
    
    
        private static int ticket = 100;
    
        @Override
        public void run() { 
    
            while (true) { 
                show();
            }
        }
        private static synchronized void show(){ //同步监视器：Window4.class
            //private synchronized void show(){ //同步监视器：t1,t2,t3。此种解决方式是错误的
            if (ticket > 0) { 
    
                try { 
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) { 
                    e.printStackTrace();
                }
    
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：卖票，票号为：" + ticket);
                ticket--;
            }
        }
    }
    
    
    public class WindowTest4 { 
        public static void main(String[] args) { 
            Window4 t1 = new Window4();
            Window4 t2 = new Window4();
            Window4 t3 = new Window4();
    
    
            t1.setName("窗口1");
            t2.setName("窗口2");
            t3.setName("窗口3");
    
            t1.start();
            t2.start();
            t3.start();
    
        }
    }

![在这里插入图片描述][20210421235850428.gif_pic_center]

# 三、总结 #

使用同步的方式，解决了线程的安全问题。  
错做同步代码时，只能有一个线程参与，其他线程等待，相当于是一个单线程的过程，效率低。

[20210421235850428.gif_pic_center]: /images/20221022/e4f9bd407de54ce48ef57a1d9e8a5336.png