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并发编程(5)-线程安全与同步附带实例注释

线程安全问题
多个线程可能会共享(访问)同一个资源
//比如访问同一个对象,同一个变量,同一个文件
当多个线程访问同一块资源时,很容易引发数据错乱和数据安全问题,称为线程安全问题

什么情况下会出现线程安全问题
多个线程共享同一个资源
且至少有一个线程正在执行写的操作

实例:
存钱取钱问题
分别有存钱和取钱2个线程

   存钱 取钱   线程1  余额  线程2   1000  《----1000------》 1000   1000+1000-----》2000  500 《-----1000-500

//正确:结束后余额应该是1500,而不是500

买票问题
有卖票2个线程

   卖票 卖票   线程1  票数  线程2   1000  《----1000------》 1000   1000-1-----》999  999 《-----1000-1

//正确:结束后余额应该是998,而不是999

买票问题错误(未线程同步)实例:

public class love implements Runnable{    private int piao=3000;//有3000张票    public boolean sale() {//ture代表还有票;false代表没有票了        if(piao1;    }    public void run() {         while(sale());//循环执行;直至卖完票返回false    }}public class Main {    public static void main(String[] a) {        love tjlove =new love();        for(int i=1;i<=4;i++) {//循环4次;产生4个线程(窗口)卖票            Thread tj = new Thread(tjlove());            tj.setName(""+i);            tj.start();        }    }}

部分输出结果:

 

线程安全问题-分析问题

线程A和B对类中1个变量值为17进行+1操作最终结果为2个18

线程安全问题-解决方案
加锁:

过程:首先线程A先访问到这个17,读上来后进行加锁并进去+1的操作改为18并且17在加锁期间其它线程都不能访问改完之后再进行写入,然后再解锁17然后再由线程B去访问它,再进行加锁,重复上面操作变成19再解锁这样做能保证在同一时间只有1个线程去访问它,这样就保证了安全;之前错误是由于这些线程一起去访问了它

线程同步
刚刚所说的加锁操作便是线程同步技术
可以使用线程同步技术来解决线程安全问题
线程同步在Java里有2种做法:
1.同步语句
2.同步方法

线程同步-同步语句

public class love implements Runnable{private int piao=3000;//本人cpu单核性能过强,数据量大些才能看到是4个线程在卖票public boolean sale() {synchronized(this) {//1个线程获取这个对象的锁,并加锁;    synchronized作用于整个语句//this指向当前对象//不能用new Object();这样会产生新的对象,产生新的锁//把this换成"123",效果基本一样;因为其存在常量值里,每次访问的对象一样if(piao0;}}public void run() { while(sale());}}

部分输出结果:

 

synchronize(obj)的原理
1.每个对象都有一个与它相关的内部锁(intrinsic lock)或者叫监视器锁(monitor lock)
2.第一个执行到同步语句的线程可以获得 obj 的内部锁,在执行完同步语句中的代码后释放此锁
3.只要一个线程持有了内部锁,那么其它线程在同一时刻将无法再获得此锁
✓ 当它们试图获取此锁时,将会进入BLOCKED状态
4.多个线程访问同一个 synchronized(obj)语句时
obj必须是同一个对象,才能起到同步的作用

线程同步-同步方法

public class love implements Runnable{    private int piao=3000;    public synchronized boolean sale() { //synchronized作用于整个方法            if(piao0;    }    public void run() {         while(sale());    }}

synchronized不能修饰构造方法
同步方法的本质
实例方法:synchronized (this)
静态方法:synchronized (Class对象)

同步语句比同步方法更灵活一点
同步语句可以精确控制需要加锁的代码范围,减少处于BLOCKED状态的线程,充分利用劳动力

使用了线程同步技术后
虽然解决了线程安全问题,但是降低了程序的执行效率
因为加了锁就会有处于等待的线程,多了加锁解锁的操作
所以在真正有必要的时候,才使用线程同步技术

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