2.线程同步
2.1卖票【应用】
- 案例需求
某电影院目前正在上映国产大片，共有100张票，而它有3个窗口卖票，请设计一个程序模拟该电影院卖票 - 实现步骤
- 定义一个类SellTicket实现Runnable接口，里面定义一个成员变量：private int tickets = 100;
- 在SellTicket类中重写run()方法实现卖票，代码步骤如下
- 判断票数大于0，就卖票，并告知是哪个窗口卖的
- 卖了票之后，总票数要减1
- 票卖没了，线程停止
- 定义一个测试类SellTicketDemo，里面有main方法，代码步骤如下
- 创建SellTicket类的对象
- 创建三个Thread类的对象，把SellTicket对象作为构造方法的参数，并给出对应的窗口名称
- 启动线程
- 代码实现
public class SellTicket implements Runnable { private int tickets = 100; //在SellTicket类中重写run()方法实现卖票，代码步骤如下 @Override public void run() { while (true) { if(ticket <= 0){ //卖完了 break; }else{ try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } ticket--; System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在卖票,还剩下" + ticket + "张票"); } } } } public class SellTicketDemo { public static void main(String[] args) { //创建SellTicket类的对象 SellTicket st = new SellTicket(); //创建三个Thread类的对象，把SellTicket对象作为构造方法的参数，并给出对应的窗口名称 Thread t1 = new Thread(st,"窗口1"); Thread t2 = new Thread(st,"窗口2"); Thread t3 = new Thread(st,"窗口3"); //启动线程 t1.start(); t2.start(); t3.start(); } }
2.2卖票案例的问题【理解】
- 卖票出现了问题
- 相同的票出现了多次
- 出现了负数的票
- 问题产生原因
线程执行的随机性导致的,可能在卖票过程中丢失cpu的执行权,导致出现问题
2.3同步代码块解决数据安全问题【应用】
- 安全问题出现的条件
- 是多线程环境
- 有共享数据
- 有多条语句操作共享数据
- 如何解决多线程安全问题呢?
- 基本思想：让程序没有安全问题的环境
- 怎么实现呢?
- 把多条语句操作共享数据的代码给锁起来，让任意时刻只能有一个线程执行即可
- Java提供了同步代码块的方式来解决
同步代码块格式：
synchronized(任意对象) { 多条语句操作共享数据的代码 }
- synchronized(任意对象)：就相当于给代码加锁了，任意对象就可以看成是一把锁
- 同步的好处和弊端
- 好处：解决了多线程的数据安全问题
- 弊端：当线程很多时，因为每个线程都会去判断同步上的锁，这是很耗费资源的，无形中会降低程序的运行效率
- 代码演示
public class SellTicket implements Runnable { private int tickets = 100; private Object obj = new Object(); @Override public void run() { while (true) { synchronized (obj) { // 对可能有安全问题的代码加锁,多个线程必须使用同一把锁 //t1进来后，就会把这段代码给锁起来 if (tickets > 0) { try { Thread.sleep(100); //t1休息100毫秒 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //窗口1正在出售第100张票 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票"); tickets--; //tickets = 99; } } //t1出来了，这段代码的锁就被释放了 } } } public class SellTicketDemo { public static void main(String[] args) { SellTicket st = new SellTicket(); Thread t1 = new Thread(st, "窗口1"); Thread t2 = new Thread(st, "窗口2"); Thread t3 = new Thread(st, "窗口3"); t1.start(); t2.start(); t3.start(); } }
2.4同步方法解决数据安全问题【应用】
- 同步方法的格式
同步方法：就是把synchronized关键字加到方法上
1. 修饰符 synch修饰符 synchronized 返回值类型 方法名(方法参数) { 方法体； }
- 同步方法的锁对象是什么呢?
this - 静态同步方法
同步静态方法：就是把synchronized关键字加到静态方法上
修饰符 static synchronized 返回值类型 方法名(方法参数) { 方法体； }
- 同步静态方法的锁对象是什么呢?
类名.class - 代码演示
public class MyRunnable implements Runnable { private static int ticketCount = 100; @Override public void run() { while(true){ if("窗口一".equals(Thread.currentThread().getName())){ //同步方法 boolean result = synchronizedMthod(); if(result){ break; } } if("窗口二".equals(Thread.currentThread().getName())){ //同步代码块 synchronized (MyRunnable.class){ if(ticketCount == 0){ break; }else{ try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } ticketCount--; System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在卖票,还剩下" + ticketCount + "张票"); } } } } } private static synchronized boolean synchronizedMthod() { if(ticketCount == 0){ return true; }else{ try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } ticketCount--; System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在卖票,还剩下" + ticketCount + "张票"); return false; } } } public class Demo { public static void main(String[] args) { MyRunnable mr = new MyRunnable(); Thread t1 = new Thread(mr); Thread t2 = new Thread(mr); t1.setName("窗口一"); t2.setName("窗口二"); t1.start(); t2.start(); } }
### 2.5Lock锁【应用】
虽然我们可以理解同步代码块和同步方法的锁对象问题，但是我们并没有直接看到在哪里加上了锁，在哪里释放了锁，为了更清晰的表达如何加锁和释放锁，JDK5以后提供了一个新的锁对象Lock
Lock是接口不能直接实例化，这里采用它的实现类ReentrantLock来实例化
- ReentrantLock构造方法
| 方法名 | 说明 |
| --------------- | -------------------- |
| ReentrantLock() | 创建一个ReentrantLock的实例 |
- 加锁解锁方法
| 方法名 | 说明 |
| ------------- | ---- |
| void lock() | 获得锁 |
| void unlock() | 释放锁 |
- 代码演示 ```java
public class Ticket implements Runnable { //票的数量 private int ticket = 100; private Object obj = new Object(); private ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); @Override public void run() { while (true) { //synchronized (obj){//多个线程必须使用同一把锁. try { lock.lock(); if (ticket <= 0) { //卖完了 break; } else { Thread.sleep(100); ticket--; System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在卖票,还剩下" + ticket + "张票"); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { lock.unlock(); } // } } } } public class Demo { public static void main(String[] args) { Ticket ticket = new Ticket(); Thread t1 = new Thread(ticket); Thread t2 = new Thread(ticket); Thread t3 = new Thread(ticket); t1.setName("窗口一"); t2.setName("窗口二"); t3.setName("窗口三"); t1.start(); t2.start(); t3.start(); } }
2.6死锁【理解】
- 概述
线程死锁是指由于两个或者多个线程互相持有对方所需要的资源，导致这些线程处于等待状态，无法前往执行 - 什么情况下会产生死锁
- 资源有限
- 同步嵌套
- 代码演示
public class Demo { public static void main(String[] args) { Object objA = new Object(); Object objB = new Object(); new Thread(()->{ while(true){ synchronized (objA){ //线程一 synchronized (objB){ System.out.println("小康同学正在走路"); } } } }).start(); new Thread(()->{ while(true){ synchronized (objB){ //线程二 synchronized (objA){ System.out.println("小薇同学正在走路"); } } } }).start(); } }
