同步锁-线程安全问题解决方案

同步锁-线程安全问题解决方案
1 同步锁
 
1.1 前言
 
经过前面多线程编程的学习,我们遇到了线程安全的相关问题,比如多线程售票情景下的超卖/重卖现象。
 
上节笔记点这里-进程与线程笔记
 
我们如何判断程序有没有可能出现线程安全问题,主要有以下三个条件:
 
在多线程程序中 + 有共享数据 + 多条语句操作共享数据
 
多线程的场景和共享数据的条件是改变不了的(就像4个窗口一起卖100张票,这个是业务)
 
所以思路可以从第3点"多条语句操作共享数据"入手,既然是在这多条语句操作数据过程中出现了问题
 
那我们可以把有可能出现问题的代码都包裹起来,一次只让一个线程来执行
 
1.2 同步与异步
 
那怎么"把有可能出现问题的代码都包裹起来"呢?我们可以使用synchronized关键字来实现同步效果
 
也就是说,当多个对象操作共享数据时,可以使用同步锁解决线程安全问题,被锁住的代码就是同步的
 
接下来介绍下同步与异步的概念:
 
同步:体现了排队的效果,同一时刻只能有一个线程独占资源,其他没有权利的线程排队。
 
坏处就是效率会降低,不过保证了安全。
 
异步:体现了多线程抢占资源的效果,线程间互相不等待,互相抢占资源。
 
坏处就是有安全隐患,效率要高一些。
 
1.3 synchronized同步关键字
 
1.3.1 写法
 
synchronized (锁对象){undefined
 
需要同步的代码(也就是可能出现问题的操作共享数据的多条语句);
 
}
 
1.3.2 前提
 
同步效果的使用有两个前提:
 
前提1:同步需要两个或者两个以上的线程(单线程无需考虑多线程安全问题)
 
前提2:多个线程间必须使用同一个锁(我上锁后其他人也能看到这个锁,不然我的锁锁不住其他人,就没有了上锁的效果)
 
1.3.3 特点
 
synchronized同步关键字可以用来修饰代码块,称为同步代码块,使用的锁对象类型任意,但注意:必须唯一!
 
synchronized同步关键字可以用来修饰方法,称为同步方法
 
同步的缺点是会降低程序的执行效率,但我们为了保证线程的安全,有些性能是必须要牺牲的
 
但是为了性能,加锁的范围需要控制好,比如我们不需要给整个商场加锁,试衣间加锁就可以了
 
为什么同步代码块的锁对象可以是任意的同一个对象,但是同步方法使用的是this呢?
 
因为同步代码块可以保证同一个时刻只有一个线程进入
 
但同步方法不可以保证同一时刻只能有一个线程调用,所以使用本类代指对象this来确保同步
 
1.4.1练习-改造售票案例
 
创建包: cn.tedu.tickets
 
创建类:TestRunnableV2.java
 
package cn.tedu.tickets;
 
/*本类用于改造多线程售票案例,解决数据安全问题*/
 
public class TestRunnableV2 {
 
    public static void main(String[] args) {
 
        //5.创建目标业务类对象
 
        TicketR2 target = new TicketR2();
 
        //6.创建线程对象
 
        Thread t1 = new Thread(target);
 
        Thread t2 = new Thread(target);
 
        Thread t3 = new Thread(target);
 
        Thread t4 = new Thread(target);
 
        //7.以多线程的方式运行
 
        t1.start();
 
        t2.start();
 
        t3.start();
 
        t4.start();
 
    }
 
}
 
/*1.多线程中出现数据安全问题的原因:多线程程序+共享数据+多条语句操作共享数据*/
 
/*2.同步锁:相当于给容易出现问题的代码加了一把锁,包裹了所有可能会出现数据安全问题的代码
 
 * 加锁之后,就有了同步(排队)的效果,但是加锁的话,需要考虑:
 
 * 锁的范围:不能太大,太大,干啥都得排队,也不能太小,太小,锁不住,还是会有安全隐患*/
 
//1.创建自定义多线程类
 
class TicketR2 implements Runnable {
 
    //3.定义成员变量,保存票数
 
    int tickets = 100;
 
    //创建锁对象
 
    Object o = new Object();
 
    //2.实现接口中未实现的方法,run()中放着的是我们的业务
 
    @Override
 
    public void run() {
 
        //4.通过循环结构完成业务
 
        while (true) {
 
            /*3.同步代码块:synchronized(锁对象){会出现安全隐患的所有代码}
 
             * 同步代码块在同一时刻,同一资源只会被一个线程独享*/
 
            /*这种写法不对,相当于每个线程进来的时候都会new一个锁对象,线程间使用的并不是同一把锁*/
 
            //synchronized (new Object()){
 
            //修改同步代码块的锁对象为成员变量o,因为锁对象必须唯一
 
            synchronized (o) {//同步代码块解决的是重卖的问题
 
                //如果票数>0就卖票
 
                if (tickets > 0) {
 
                    try {
 
                        Thread.sleep(10);
 
                    } catch (InterruptedException e) {
 
                        e.printStackTrace();
 
                    }
 
                    //4.1打印当前正在售票的线程名以及票数-1
 
                    System.out.println(Thread.currentThread()。getName() + "=" + tickets--);
 
                }
 
                //4.2退出死循环--没票的时候就结束
 
                if (tickets <= 0) break;
 
            }
 
        }
 
    }
 
}

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