java多线程编程（一）——synchronized关键字

学习java多线程的小伙伴对synchronized关键字一定不陌生，那么我们什么时候需要使用synchronized？synchronized解决了哪些问题？synchronized存在哪些不足？我们带着今天这些问题开始synchronized的学习

1、为什么要用synchronized？

场景1: 2个卖票员共同来卖10张票，代码如下

package cn.iocoder.demo0424.thread;

/**
 * @author ：leichunhui
 * @date ：Created in 2020/5/24 10:17
 * @description：售票系统
 * @modified By：
 * @version: 0.1$
 */
public class SellTicket {
    //票的总数
    private int ticketNum=10;
    public void sellTicket(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"——————开始执行————————");
        try {
            while (ticketNum > 0) {
                System.out.println("卖票员" + Thread.currentThread().getName() + ", 卖了第" + ticketNum + "张票");
                ticketNum--;
                Thread.sleep(100);
            }
            System.out.println("票卖完了");
        }catch (InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"——————执行结束————————");
    }
}

package cn.iocoder.demo0424.thread;

/**
 * @author ：leichunhui
 * @date ：Created in 2020/5/24 10:21
 * @description：卖票员A
 * @modified By：
 * @version: 0.1$
 */
public class ThreadA extends Thread{
    SellTicket sellTicket=new SellTicket();
    public ThreadA(SellTicket sellTicket){
        super();
        this.sellTicket=sellTicket;
    }
    @Override
    public void run(){
        sellTicket.sellTicket();
    }

    public static  void main(String[] args){
        SellTicket sellTicket=new SellTicket();
        ThreadA threadA1=new ThreadA(sellTicket);
        ThreadA threadA2=new ThreadA(sellTicket);
        threadA1.start();
        threadA2.start();
    }
}

 

运行结果如下

Thread-0——————开始执行————————
卖票员Thread-0, 卖了第10张票
Thread-1——————开始执行————————
卖票员Thread-1, 卖了第9张票
卖票员Thread-1, 卖了第8张票
卖票员Thread-0, 卖了第8张票
卖票员Thread-0, 卖了第6张票
卖票员Thread-1, 卖了第5张票
卖票员Thread-1, 卖了第4张票
卖票员Thread-0, 卖了第3张票
卖票员Thread-1, 卖了第2张票
卖票员Thread-0, 卖了第2张票
票卖完了
票卖完了
Thread-0——————执行结束————————
Thread-1——————执行结束————————

 

可以看出有些票是被两个售票员同时卖出的，这个事情如果在12306系统中发生，那估计就要“杀个程序员祭天了”。当然这种事情在真实卖票系统中几乎不可能出现。那么这个问题如何能够通过synchronized解决呢？

 将 SellTicket添加锁，代码如下

package cn.iocoder.demo0424.thread;

/**
 * @author ：leichunhui
 * @date ：Created in 2020/5/24 10:17
 * @description：售票系统
 * @modified By：
 * @version: 0.1$
 */
public class SellTicket {
    //票的总数
    private int ticketNum=10;
    synchronized public void sellTicket(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"——————开始执行————————");
        try {
            while (ticketNum > 0) {
                System.out.println("卖票员" + Thread.currentThread().getName() + ", 卖了第" + ticketNum + "张票");
                ticketNum--;
                Thread.sleep(100);
            }
            System.out.println("票卖完了");
        }catch (InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"——————执行结束————————");
    }
}

 

当然了，synchronized关键字除了添加在方法上，也可以添加在类上和代码块上，在这里就不再展示了。重新运行，结果如下

Thread-1——————开始执行————————
卖票员Thread-1, 卖了第10张票
卖票员Thread-1, 卖了第9张票
卖票员Thread-1, 卖了第8张票
卖票员Thread-1, 卖了第7张票
卖票员Thread-1, 卖了第6张票
卖票员Thread-1, 卖了第5张票
卖票员Thread-1, 卖了第4张票
卖票员Thread-1, 卖了第3张票
卖票员Thread-1, 卖了第2张票
卖票员Thread-1, 卖了第1张票
票卖完了
Thread-1——————执行结束————————
Thread-0——————开始执行————————
票卖完了
Thread-0——————执行结束————————

 

可以看出了，卖票工作全由“Thread-1”做了，为什么会这样呢？

 

2、synchronized实现原理

非线程安全问题主要原因有两方面：

 1）存在共享数据；

 2）多个线程共同操作共享数据；

而通过关键字synchronized保证同一时刻只有一个线程可以获取对象锁【不管synchronized加在类、方法还是代码块上】，确保了线程互斥的访问同步代码，从而实现了线程安全。

代码示例中线程Thread-1调用SellTicket对象加synchronized关键字的sellTicket方法时，线程Thread-1就获得了sellTicket方法锁，其实就是获得了SellTicket对象锁，所以线程Thread-0必须等线程Thread-1执行完毕才可以调用sellTicket方法。

 

3、synchronized缺点

有小伙伴会问了，synchronized既然这么好用是不是所有的多线程不安全线程都可以通过synchronized关键字来解决？当然不是了，就像人一样，人人无完人，synchronized也有其自身缺点

1）效率低：   

• 锁的释放情况少，只在程序正常执行完成和抛出异常时释放锁；
• 试图获得锁是不能设置超时；
• 不能中断一个正在试图获得锁的线程；

2）无法知道线程是否成功获取到锁；

 

当然了，多线程的知识还有很多，这里只开了一个简单的头，后面我们继续一块去探索多线程的奥秘！