线程同步

线程同步

并发：同一个对象被多个线程同时操作

• 现实生活中,我们会遇到”同一个资源﹐多个人都想使用”的问题，比如,食堂排队打饭﹐每个人都想吃饭﹐最天然的解决办法就是﹐排队﹒一个个来.
• 处理多线程问题时,多个线程访问同一个对象﹐并且某些线程还想修改这个对象这时候我们就需要线程同步﹒线程同步其实就是一种等待机制,多个需要同时访问此对象的线程进入这个对象的等待池形成队列,等待前面线程使用完毕，下一个线程再使用

实现条件为队列+锁

 由于同一进程的多个线程共享同一块存储空间，在带来方便的同时,也带来了访问冲突问题，为了保证数据在方法中被访问时的正确性﹐在访问时加入**锁机制synchronized,**当一个线程获得对象的排它锁,独占资源﹐其他线程必须等待使用后释放锁即可﹒存在以下问题:

• 一个线程持有锁会导致其他所有需要此锁的线程挂起;

• 在多线程竞争下,加锁﹐释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延时,引起性能问题;

• 如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁会导致优先级倒置,引起性能问题.

三大不安全案例

不安全买票

package com.cz.demo4.Unsafemodle;

/**
 * @author 卓亦苇
 * @version 1.0
 * 2023/2/26 15:17
 */
//不安全的买票
    //线程不安全
public class UnsafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket buyTicket = new BuyTicket();

        new Thread(buyTicket,"小明").start();
        new Thread(buyTicket,"老师").start();
        new Thread(buyTicket,"黄牛").start();
    }

}
class BuyTicket implements Runnable {
    private int ticket = 10;
    boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        while (flag) {
            buy();
        }

    }
    private void buy(){
        //判断是否有票
        if (ticket <= 0) {
            flag = false;
            return;
        }
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "买到了" + ticket--+ "票");
    }
}

不安全银行

package com.cz.demo4.Unsafemodle;

/**
 * @author 卓亦苇
 * @version 1.0
 * 2023/2/26 15:32
 */
//不安全的取钱
public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        account account = new account(100,"买房");

        Bank you = new Bank(account,50,"你");
        Bank girlfriend = new Bank(account,100,"女朋友");

        new Thread(you).start();
        new Thread(girlfriend).start();



    }
}
//账户
class account{
    int money;//余额
    String name;//卡名

    public account(int money, String name) {
        this.money = money;
        this.name = name;
    }
}

//银行：模拟取款
class Bank implements Runnable{
    account account;
    int drawingMoney;
    int nowMoney;
    String name;

    public Bank(account account, int drawingMoney, String name) {

        this.account = account;
        this.drawingMoney = drawingMoney;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void run() {
        //判断账户是否还有钱
        if (account.money-drawingMoney<0){
            System.out.println(name+"钱不够取不了");
            return;
        }

        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

        System.out.println(name+"取了"+drawingMoney);
        //卡内剩余的钱= 余额- 你取的钱
        account.money = account.money - drawingMoney;
        //你手里的钱
        nowMoney = nowMoney +drawingMoney;
        System.out.println(account.name+"余额为"+account.money);
        System.out.println(name+"手里的钱为"+nowMoney);


    }
}

不安全List

package com.cz.demo4.Unsafemodle;

import java.util.ArrayList;

/**
 * @author 卓亦苇
 * @version 1.0
 * 2023/2/26 17:01
 */
public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->
                    list.add(Thread.currentThread().getName())).start();
        }
        System.out.println(list.size());
    }

}

解决办法

• 由于我们可以通过private关键字来保证数据对象只能被方法访问﹐所以我们只需要针对方法提出一套机制,这套机制就是synchronized关键字，它包括两种用法：synchronized方法和synchronized块.

  同步方法:public synchronized void method(int args){}

• synchronized方法控制对“对象”的访问，每个对象对应一把锁﹐每个synchronized方法都必须获得调用该方法的对象的锁才能执行﹐否则线程会阻塞，方法一旦执行﹐就独占该锁，直到该方法返回才释放锁﹐后面被阻塞的线程才能获得这个锁,继续执行

  缺陷:若将一个大的方法申明为synchronized 将会影响效率

买票案例中加入synchronized会锁住buy方法，也就是锁住买票的票数以达到目的

private synchronized   void buy(){
        //判断是否有票
        if (ticket <= 0) {
            flag = false;
            return;
        }
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "买到了" + ticket--+ "票");
    }

但在银行案例中则不适用

同步块

同步块:synchronized (Obj ) { }

obj称之为同步监视器

• Obj可以是任何对象﹐但是推荐使用共享资源作为同步监视器
• 同步方法中无需指定同步监视器，因为同步方法的同步监视器就是this ,就是这个对象本身，或者是class [反射中讲解]

同步监视器的执行过程

1. 第一个线程访问﹐锁定同步监视器﹐执行其中代码．
2. 第二个线程访问﹐发现同步监视器被锁定﹐无法访问．
3. 第一个线程访问完毕﹐解锁同步监视器．
4. 第二个线程访问,发现同步监视器没有锁﹐然后锁定并访问

锁的对象必须是变化的量，account为变化的对象，则锁上才有效

@Override
public void run() {
    synchronized (account) {
        //判断账户是否还有钱
        if (account.money - drawingMoney < 0) {
            System.out.println(name + "钱不够取不了");
            return;
        }

        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

        System.out.println(name + "取了" + drawingMoney);
        //卡内剩余的钱= 余额- 你取的钱
        account.money = account.money - drawingMoney;
        //你手里的钱
        nowMoney = nowMoney + drawingMoney;
        System.out.println(account.name + "余额为" + account.money);
        System.out.println(name + "手里的钱为" + nowMoney);

    }
}

JUC安全类型的集合

CopyOnWriteArrayList,已编写好的安全的list类