线程安全问题:
简单来说,就是多个线程在操作同一个变量时引起的问题。
这里是用一个简单的例子说明一下:
以Runnable创建的线程为例:一个售票系统,count代表当前票数,卖出一张count--。
Runnable线程类:
public class Runnable_Exp implements Runnable{
private int count = 50;
@Override
public void run() {
while(true)
if(count >= 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"现在的数:"+count);
count--;
}else break;
}
}
在main调用数个相同的Runnable线程:
Runnable_Exp rExp = new Runnable_Exp();
Thread trs1 = new Thread(rExp,"线程1");
Thread trs2 = new Thread(rExp,"线程2");
Thread trs3 = new Thread(rExp,"线程3");
Thread trs4 = new Thread(rExp,"线程4");
trs1.start();trs2.start();trs3.start();trs4.start();
运行:
我们会发现一个问题,票数会有相同的!
这就是线程安全的体现。此时我们就需要使用线程锁解决这个问题。
另外,我们之前学习的集合类中,有分线程安全与线程不安全的两类。
StringBuffer和Vector是线程安全的。
StringBuilder和ArrayList是线程不安全的。
在多线程中,我们不可以使用多个线程同时操作不安全的集合类
线程锁的使用:synchronized
Runnable中使用线程锁:
我们只需要修改一下Runnable线程类。
public class Runnable_Exp implements Runnable{
private int count = 500;
private Object lock = new Object();
@Override
public void run() {
while(true)
synchronized (lock) {
if (count >= 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "现在的数:" + count);
count--;
} else break;
}
}
}
解析:
添加一个线程锁对象,一般使用Object即可。
private Object lock = new Object();
这个Object对象lock是四个线程共享的(且这个lock一定是共用的!)可以自己尝试一下把锁放进run()中。
synchronized (lock)
当线程一运行到上面这一行的时候,线程一就会占用lock对象(相当于上锁了),直到线程一执行完synchronized语句块内的全部代码,lock对象就会取消占用。
若线程二运行到synchronized语句时,发现lock对象已经被占用了,则会等待,直到lock被取消占用。
有可能多个线程一起抢占。
效率会比较低。毕竟是你执行完再到我执行。无法同步执行。这就是所谓“抢占式”执行。
Thread中使用线程锁:
Thread线程类中:
public class Thread_Exp extends Thread {
public Thread_Exp(){}
public Thread_Exp(String name){
super(name);
}
private static Object lock = new Object();
private static int count = 100;
public void run(){
while(true)
synchronized(lock){
if (count >= 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "现在的数:" + count);
count--;
} else break;
}
}
}
需要注意的是,这里的线程锁对象和count都需要设置为静态的!
Thread_Exp t1 = new Thread_Exp("线程1");
Thread_Exp t2 = new Thread_Exp("线程2");
Thread_Exp t3 = new Thread_Exp("线程3");
Thread_Exp t4 = new Thread_Exp("线程4");
t1.start();t2.start();t3.start();t4.start();
不创建Object对象可以实现相同的操作吗?
答案是可以的,我们可以不用创建Object类型的lock对象。
我们直接用synchronized(this)就可以了。
相当于检测当前对象是非被线程占用了(加锁)。
实例:
@Override
public void run() {
synchronized (this){
while(true)
if (count >= 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "现在的数:" + count);
count--;
} else break;
}
}
我们还可以直接使用synchronized关键字描述一个方法,具体请看下文。
使用synchronized方法简化上述代码:
同步方法,顾名思义,就是自带线程锁的方法。
只需要在方法的返回值前面添加synchronized关键字即可。
原先的代码我们可以写成:
使得run()方法更加简洁。
@Override
public void run() {
Count();
}
public synchronized void Count(){
while(true)
if (count >= 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "现在的数:" + count);
count--;
} else break;
}
使用同步方法,这个方法体就会自动被加锁。
关于线程安全的方法:
上面我们说了StringBuffer方法是线程安全的,那我们是怎么知道的呢?
我们可以直接查看StringBuffer中方法的源代码。
例如attend方法:
@Override
@IntrinsicCandidate
public synchronized StringBuffer append(char c) {
toStringCache = null;
super.append(c);
return this;
}
我们可以看到这个方法是synchronized方法。
大家可以自行去研究一下各种Java自带的方法,是否是线程安全的。