多线程---线程同步

说到线程同步就不得不说电影院卖票的案例：

• 某电影院目前正在上映国产大片，共有100张票，而它有3个窗口卖票，请设计一个程序模拟该电影院卖票

分析步骤：

• 定义一个类SellTicket实现Runnable接口，里面定义一个成员变量：private int tickets = 100;

• 在SellTicket类中重写run()方法实现卖票，代码步骤如下

• 判断票数大于0，就卖票，并告知是哪个窗口卖的

• 卖了票之后，总票数要减1

• 票卖没了，线程停止

• 定义一个测试类SellTicketDemo，里面有main方法，代码步骤如下

• 创建SellTicket类的对象

• 创建三个Thread类的对象，把SellTicket对象作为构造方法的参数，并给出对应的窗口名称

• 启动线程

 

代码如下：

public class SellTicket implements Runnable {
    private int tickets = 100;
    //在SellTicket类中重写run()方法实现卖票，代码步骤如下
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            if(ticket <= 0){
                    //卖完了
                    break;
                }else{
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    ticket--;
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在卖票,还剩下" + ticket + "张票");
                }
        }
    }
}
public class SellTicketDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建SellTicket类的对象
        SellTicket st = new SellTicket();

        //创建三个Thread类的对象，把SellTicket对象作为构造方法的参数，并给出对应的窗口名称
        Thread t1 = new Thread(st,"窗口1");
        Thread t2 = new Thread(st,"窗口2");
        Thread t3 = new Thread(st,"窗口3");

        //启动线程
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

 

卖票案例的问题：

- 相同的票出现了多次

- 出现了负数的票

原因：线程执行的随机性导致的,可能在卖票过程中丢失cpu的执行权,导致出现问题

同步代码块：

synchronized(任意对象) {
多条语句操作共享数据的代码
}

 

同步代码块的好处与坏处：

• 好处：解决了多线程的数据安全问题
• 弊端：当线程很多时，因为每个线程都会去判断同步上的锁，这是很耗费资源的，无形中会降低程序的运行效率

代码演示：

public class SellTicket implements Runnable {
    private int tickets = 100;
    private Object obj = new Object();

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (obj) { // 对可能有安全问题的代码加锁,多个线程必须使用同一把锁
                //t1进来后，就会把这段代码给锁起来
                if (tickets > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                        //t1休息100毫秒
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    //窗口1正在出售第100张票
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票");
                    tickets--; //tickets = 99;
                }
            }
            //t1出来了，这段代码的锁就被释放了
        }
    }
}

public class SellTicketDemo {
    public static void main(String[] args) {
        SellTicket st = new SellTicket();

        Thread t1 = new Thread(st, "窗口1");
        Thread t2 = new Thread(st, "窗口2");
        Thread t3 = new Thread(st, "窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

 

 

同步方法：

同步方法：就是把synchronized关键字加到方法上：

修饰符 synchronized 返回值类型 方法名(方法参数) {
方法体；
}

 

同步方法的锁对象是this

同步静态方法：

同步静态方法：就是把synchronized关键字加到静态方法上

修饰符 static synchronized 返回值类型 方法名(方法参数) {
方法体；
}

同步静态方法的锁对象是：类名.class

代码演示：

public class MyRunnable implements Runnable {
    private static int ticketCount = 100;

    @Override
    public void run() {
        while(true){
            if("窗口一".equals(Thread.currentThread().getName())){
                //同步方法
                boolean result = synchronizedMthod();
                if(result){
                    break;
                }
            }

            if("窗口二".equals(Thread.currentThread().getName())){
                //同步代码块
                synchronized (MyRunnable.class){
                    if(ticketCount == 0){
                       break;
                    }else{
                        try {
                            Thread.sleep(10);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                        ticketCount--;
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在卖票,还剩下" + ticketCount + "张票");
                    }
                }
            }

        }
    }

    private static synchronized boolean synchronizedMthod() {
        if(ticketCount == 0){
            return true;
        }else{
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            ticketCount--;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在卖票,还剩下" + ticketCount + "张票");
            return false;
        }
    }
}

 

 

Lock锁：

虽然我们可以理解同步代码块和同步方法的锁对象问题，但是我们并没有直接看到在哪里加上了锁，在哪里释放了锁，为了更清晰的表达如何加锁和释放锁，JDK5以后提供了一个新的锁对象Lock

Lock是接口不能直接实例化，这里采用它的实现类ReentrantLock来实例化

 

 

 

- ReentrantLock构造方法

| 方法名 | 说明 |
| --------------- | -------------------- |
| ReentrantLock() | 创建一个ReentrantLock的实例 |

- 加锁解锁方法

| 方法名 | 说明 |
| ------------- | ---- |
| void lock() | 获得锁 |
| void unlock() | 释放锁 |

 

代码如下：

 public class Ticket implements Runnable {
      //票的数量
      private int ticket = 100;
      private Object obj = new Object();
      private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

      @Override
      public void run() {
          while (true) {
              //synchronized (obj){//多个线程必须使用同一把锁.
              try {
                  lock.lock();
                  if (ticket <= 0) {
                      //卖完了
                      break;
                  } else {
                      Thread.sleep(100);
                      ticket--;
                      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在卖票,还剩下" + ticket + "张票");
                  }
              } catch (InterruptedException e) {
                  e.printStackTrace();
              } finally {
                  lock.unlock();
              }
              // }
          }
      }
  }

  public class Demo {
      public static void main(String[] args) {
          Ticket ticket = new Ticket();

          Thread t1 = new Thread(ticket);
          Thread t2 = new Thread(ticket);
          Thread t3 = new Thread(ticket);

          t1.setName("窗口一");
          t2.setName("窗口二");
          t3.setName("窗口三");

          t1.start();
          t2.start();
          t3.start();
      }
  }

 

 

死锁

概念：

线程死锁是指由于两个或者多个线程互相持有对方所需要的资源，导致这些线程处于等待状态，无法前往执行

产生死锁的情况：

1. 资源有限

2. 同步嵌套

代码如下：

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Object objA = new Object();
        Object objB = new Object();

        new Thread(()->{
            while(true){
                synchronized (objA){
                    //线程一
                    synchronized (objB){
                        System.out.println("小康同学正在走路");
                    }
                }
            }
        }).start();

        new Thread(()->{
            while(true){
                synchronized (objB){
                    //线程二
                    synchronized (objA){
                        System.out.println("小薇同学正在走路");
                    }
                }
            }
        }).start();
    }
}