Java线程安全问题三种解决方法

场景:抢票

抢票的核心问题就是共享数据,多个人可以理解为多个线程,同时抢票;票数是共享数据,所有人都只能从唯一的余票池里抢票

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
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,

a) 基于Thread类继承实现的代码块同步

public class ThreadDemo01{
    public static void main(String[] args) {
        Windows w1 = new Windows();
        Windows w2 = new Windows();
        Windows w3 = new Windows();
        w1.setName("W1");
        w2.setName("W2");
        w3.setName("W3");
        w1.start();
        w2.start();
        w3.start();
    }
}

class Windows extends Thread{
    private static int TICKET=100;
    private static Object obj = new Object();

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            synchronized (Window.class) { //这个也一样,Window.class也是代表Window这个类
            //synchronized (obj) {    --这种是大家最常用的方法,前面new好的对象,这里引用
                if (TICKET > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(getName() + ":" + TICKET);
                    TICKET--;
                } else {
                    break;
                }
            }
        }
    }
}

b) 基于实现Runnable接口的代码块同步

public class ThreadDemo02{
    public static void main(String[] args) {
        Windows w = new Windows();
        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);
        t1.setName("T1");
        t2.setName("T2");
        t3.setName("T3");
        t2.start();
        t1.start();
        t3.start();
    }
}

class Windows implements Runnable{
    private int TICKET=100;
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            //this是代表Window1,因为在main里面,Window1只new了一次,所以这个this代表的对象唯一,故也可以作为锁来使用
            synchronized(this){
                if (TICKET > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + TICKET);
                    TICKET--;
                }else {
                    break;
                }
            }
        }
    }
}

方式二: 同步方法

说明:同步方法实际上就是将需要同步的代码单独写成一个方法,将整个方法进行同步即可,

a) 实现Runnable接口的方法同步

public class ThreadDemo03{
    public static void main(String[] args) {
        Windows w = new Windows();
        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);
        t1.setName("T1");
        t2.setName("T2");
        t3.setName("T3");
        t2.start();
        t1.start();
        t3.start();
    }
}

class Windows implements Runnable{
    private int TICKET=100;
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            show();
        }
    }

    private synchronized void show(){ //同步监视器默认是this
        if (TICKET > 0) {
            try {
                Thread.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + TICKET);
            Thread.yield();
            TICKET--;
        }
    }
}

b) 继承Thread类的子类的方法同步

public class ThreadDemo04{
    public static void main(String[] args) {
        Windows w1 = new Windows();
        Windows w2 = new Windows();
        Windows w3 = new Windows();
        w1.setName("W1");
        w2.setName("W2");
        w3.setName("W3");
        w1.start();
        w2.start();
        w3.start();

    }
}

class Windows extends Thread{
    private static int TICKET=100;

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            show();
        }
    }

    public static synchronized void show(){
        if (TICKET > 0) {
            try {
                Thread.sleep(50);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + TICKET);
            TICKET--;
        }
    }
}

方式三

Lock锁方式解决线程安全问题

public class ThreadDemo05 {
    public static void main(String[] args) {
        Windows w = new Windows();
        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

class Windows 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lock()
                lock.lock();
                if (TICKET > 0){
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + TICKET);
                    TICKET--;
                }else {
                    break;
                }
            } finally {
                //3.解锁
                lock.unlock();
            }
        }
    }
}
  1. 线程安全的问题,最核心的问题就是对共享数据的操作,最核心的处理办法就是禁止多个线程同时操作共享数据,类似synchronized等其实也就是将多个线程的操作还是串行着去执行的,所以做了同步机制的代码执行效率就比没有的慢
  2. 演示代码是比较基础的,很多线程安全问题还是挺隐蔽的,类似死锁也是很隐蔽的,跟Demo级别的代码比起来还是很复杂的,需要不断总结和多练习才能搞定啦
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