JAVA多线程(六):线程同步(二)线程的同步代码实现
1 实例一 创建三个窗口卖票,总票数为100张.使用实现Runnable接口的方式
package com.atguigu.java; /** * 例子:创建三个窗口卖票,总票数为100张.使用实现Runnable接口的方式 * * 1.问题:卖票过程中,出现了重票、错票 -->出现了线程的安全问题 * 2.问题出现的原因:当某个线程操作车票的过程中,尚未操作完成时,其他线程参与进来,也操作车票。 * 3.如何解决: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。 * * * 4.在Java中,我们通过同步机制,来解决线程的安全问题。 * * 方式一: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。 * * 补充: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。 * 方式二: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。 * * * 5.同步的方式,解决了线程的安全问题。---好处 * 操作同步代码时,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。 ---局限性 * * @author shkstart * @create 2019-02-13 下午 4:47 */ class Window1 implements Runnable{ private int ticket = 100; // Object obj = new Object(); // Dog dog = new Dog(); @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(); } } class Dog{ }
2 实例二使用同步代码块解决继承Thread类的方式的线程安全问题
package com.atguigu.java; /** * @author shkstart * @create 2019-02-15 上午 11:15 */ /** * 使用同步代码块解决继承Thread类的方式的线程安全问题 * * 例子:创建三个窗口卖票,总票数为100张.使用继承Thread类的方式 * * 说明: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。 * * @author shkstart * @create 2019-02-13 下午 4:20 */ 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(); } }
3 实例三使用同步方法解决实现Runnable接口的线程安全问题
package com.atguigu.java; /** * 使用同步方法解决实现Runnable接口的线程安全问题 * * * 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 * 静态的同步方法,同步监视器是:当前类本身 * * @author shkstart * @create 2019-02-15 上午 11:35 */ 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 //synchronized (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(); } }
4 实例四使用同步方法处理继承Thread类的方式中的线程安全问题
package com.atguigu.java; /** * 使用同步方法处理继承Thread类的方式中的线程安全问题 * * @author shkstart * @create 2019-02-15 上午 11:43 */ 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(); } }
5 使用同步机制将单例模式中的懒汉式改写为线程安全的
package com.atguigu.java1; /** * 使用同步机制将单例模式中的懒汉式改写为线程安全的 * * @author shkstart * @create 2019-02-15 下午 2:50 */ public class BankTest { } class Bank{ private Bank(){} private static Bank instance = null; public static Bank getInstance(){ //方式一:效率稍差 // synchronized (Bank.class) { // if(instance == null){ // // instance = new Bank(); // } // return instance; // } //方式二:效率更高 if(instance == null){ synchronized (Bank.class) { if(instance == null){ instance = new Bank(); } } } return instance; } }
6 死锁的演示
package com.atguigu.java1; /** * 演示线程的死锁问题 * * 1.死锁的理解:不同的线程分别占用对方需要的同步资源不放弃, * 都在等待对方放弃自己需要的同步资源,就形成了线程的死锁 * * 2.说明: * 1)出现死锁后,不会出现异常,不会出现提示,只是所有的线程都处于阻塞状态,无法继续 * 2)我们使用同步时,要避免出现死锁。 * * @author shkstart * @create 2019-02-15 下午 3:20 */ public class ThreadTest { public static void main(String[] args) { StringBuffer s1 = new StringBuffer(); StringBuffer s2 = new StringBuffer(); new Thread(){ @Override public void run() { synchronized (s1){ s1.append("a"); s2.append("1"); try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (s2){ s1.append("b"); s2.append("2"); System.out.println(s1); System.out.println(s2); } } } }.start(); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { synchronized (s2){ s1.append("c"); s2.append("3"); try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (s1){ s1.append("d"); s2.append("4"); System.out.println(s1); System.out.println(s2); } } } }).start(); } }
package com.atguigu.java1; //死锁的演示 class A { public synchronized void foo(B b) { //同步监视器:A类的对象:a System.out.println("当前线程名: " + Thread.currentThread().getName() + " 进入了A实例的foo方法"); // ① // try { // Thread.sleep(200); // } catch (InterruptedException ex) { // ex.printStackTrace(); // } System.out.println("当前线程名: " + Thread.currentThread().getName() + " 企图调用B实例的last方法"); // ③ b.last(); } public synchronized void last() {//同步监视器:A类的对象:a System.out.println("进入了A类的last方法内部"); } } class B { public synchronized void bar(A a) {//同步监视器:b System.out.println("当前线程名: " + Thread.currentThread().getName() + " 进入了B实例的bar方法"); // ② // try { // Thread.sleep(200); // } catch (InterruptedException ex) { // ex.printStackTrace(); // } System.out.println("当前线程名: " + Thread.currentThread().getName() + " 企图调用A实例的last方法"); // ④ a.last(); } public synchronized void last() {//同步监视器:b System.out.println("进入了B类的last方法内部"); } } public class DeadLock implements Runnable { A a = new A(); B b = new B(); public void init() { Thread.currentThread().setName("主线程"); // 调用a对象的foo方法 a.foo(b); System.out.println("进入了主线程之后"); } public void run() { Thread.currentThread().setName("副线程"); // 调用b对象的bar方法 b.bar(a); System.out.println("进入了副线程之后"); } public static void main(String[] args) { DeadLock dl = new DeadLock(); new Thread(dl).start(); dl.init(); } }
7 解决线程安全问题的方式三:Lock锁 --- JDK5.0新增
package com.atguigu.java1; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; /** * 解决线程安全问题的方式三:Lock锁 --- JDK5.0新增 * * 1. 面试题:synchronized 与 Lock的异同? * 相同:二者都可以解决线程安全问题 * 不同:synchronized机制在执行完相应的同步代码以后,自动的释放同步监视器 * Lock需要手动的启动同步(lock()),同时结束同步也需要手动的实现(unlock()) * * 2.优先使用顺序: * Lock 同步代码块(已经进入了方法体,分配了相应资源) 同步方法(在方法体之外) * * * 面试题:如何解决线程安全问题?有几种方式 * @author shkstart * @create 2019-02-15 下午 3:38 */ class Window implements Runnable{ private int ticket = 100; //1.实例化ReentrantLock private ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); @Override public void run() { while(true){ try{ //2.调用锁定方法lock() lock.lock(); if(ticket > 0){ try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":售票,票号为:" + ticket); ticket--; }else{ break; } }finally { //3.调用解锁方法:unlock() lock.unlock(); } } } } public class LockTest { public static void main(String[] args) { Window w = new Window(); 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(); } }
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