• Java之线程的详细解析二


    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

      1. public class SellTicket implements Runnable {
      2.    private int tickets = 100;
      3.    //在SellTicket类中重写run()方法实现卖票,代码步骤如下
      4.    @Override
      5.    public void run() {
      6.        while (true) {
      7.            if(ticket <= 0){
      8.                    //卖完了
      9.                    break;
      10.               }else{
      11.                    try {
      12.                        Thread.sleep(100);
      13.                   } catch (InterruptedException e) {
      14.                        e.printStackTrace();
      15.                   }
      16.                    ticket--;
      17.                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在卖票,还剩下" + ticket + "张票");
      18.               }
      19.       }
      20.   }
      21. }
      22. public class SellTicketDemo {
      23.    public static void main(String[] args) {
      24.        //创建SellTicket类的对象
      25.        SellTicket st = new SellTicket();
      26.        //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
      27.        Thread t1 = new Thread(st,"窗口1");
      28.        Thread t2 = new Thread(st,"窗口2");
      29.        Thread t3 = new Thread(st,"窗口3");
      30.        //启动线程
      31.        t1.start();
      32.        t2.start();
      33.        t3.start();
      34.   }
      35. }

    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:

      1. synchronized(任意对象) {
      2. 多条语句操作共享数据的代码
      3. }

      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

      1. public class SellTicket implements Runnable {
      2.    private int tickets = 100;
      3.    private Object obj = new Object();
      4.    @Override
      5.    public void run() {
      6.        while (true) {
      7.            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
      8.                //t1进来后,就会把这段代码给锁起来
      9.                if (tickets > 0) {
      10.                    try {
      11.                        Thread.sleep(100);
      12.                        //t1休息100毫秒
      13.                   } catch (InterruptedException e) {
      14.                        e.printStackTrace();
      15.                   }
      16.                    //窗口1正在出售第100张票
      17.                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票");
      18.                    tickets--; //tickets = 99;
      19.               }
      20.           }
      21.            //t1出来了,这段代码的锁就被释放了
      22.       }
      23.   }
      24. }
      25. public class SellTicketDemo {
      26.    public static void main(String[] args) {
      27.        SellTicket st = new SellTicket();
      28.        Thread t1 = new Thread(st, "窗口1");
      29.        Thread t2 = new Thread(st, "窗口2");
      30.        Thread t3 = new Thread(st, "窗口3");
      31.        t1.start();
      32.        t2.start();
      33.        t3.start();
      34.   }
      35. }

    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 synchronized 返回值类型 方法名(方法参数) {
      2. 方法体;
      3. }

      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

      1. 修饰符 static synchronized 返回值类型 方法名(方法参数) {
      2. 方法体;
      3. }

      同步静态方法的锁对象是什么呢?

      类名.class

    • 代码演示

      1. public class MyRunnable implements Runnable {
      2.    private static int ticketCount = 100;
      3.    @Override
      4.    public void run() {
      5.        while(true){
      6.            if("窗口一".equals(Thread.currentThread().getName())){
      7.                //同步方法
      8.                boolean result = synchronizedMthod();
      9.                if(result){
      10.                    break;
      11.               }
      12.           }
      13.            if("窗口二".equals(Thread.currentThread().getName())){
      14.                //同步代码块
      15.                synchronized (MyRunnable.class){
      16.                    if(ticketCount == 0){
      17.                       break;
      18.                   }else{
      19.                        try {
      20.                            Thread.sleep(10);
      21.                       } catch (InterruptedException e) {
      22.                            e.printStackTrace();
      23.                       }
      24.                        ticketCount--;
      25.                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在卖票,还剩下" + ticketCount + "张票");
      26.                   }
      27.               }
      28.           }
      29.       }
      30.   }
      31.    private static synchronized boolean synchronizedMthod() {
      32.        if(ticketCount == 0){
      33.            return true;
      34.       }else{
      35.            try {
      36.                Thread.sleep(10);
      37.           } catch (InterruptedException e) {
      38.                e.printStackTrace();
      39.           }
      40.            ticketCount--;
      41.            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在卖票,还剩下" + ticketCount + "张票");
      42.            return false;
      43.       }
      44.   }
      45. }
      46. public class Demo { public static void main(String[] args) { MyRunnable mr = new MyRunnable();
      47.     Thread t1 = new Thread(mr);
      48.     Thread t2 = new Thread(mr);
      49.     t1.setName("窗口一");
      50.     t2.setName("窗口二");
      51.     t1.start();
      52.     t2.start();
      53. }
      54. }
      ### 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
       
      1. public class Ticket implements Runnable {
      2.     //票的数量
      3.     private int ticket = 100;
      4.     private Object obj = new Object();
      5.     private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
      6.     @Override
      7.     public void run() {
      8.         while (true) {
      9.             //synchronized (obj){//多个线程必须使用同一把锁.
      10.             try {
      11.                 lock.lock();
      12.                 if (ticket <= 0) {
      13.                     //卖完了
      14.                     break;
      15.                 } else {
      16.                     Thread.sleep(100);
      17.                     ticket--;
      18.                     System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在卖票,还剩下" + ticket + "张票");
      19.                 }
      20.             } catch (InterruptedException e) {
      21.                 e.printStackTrace();
      22.             } finally {
      23.                 lock.unlock();
      24.             }
      25.             // }
      26.         }
      27.     }
      28. }
      29. public class Demo {
      30.     public static void main(String[] args) {
      31.         Ticket ticket = new Ticket();
      32.         Thread t1 = new Thread(ticket);
      33.         Thread t2 = new Thread(ticket);
      34.         Thread t3 = new Thread(ticket);
      35.         t1.setName("窗口一");
      36.         t2.setName("窗口二");
      37.         t3.setName("窗口三");
      38.         t1.start();
      39.         t2.start();
      40.         t3.start();
      41.     }
      42. }

    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

      1. 资源有限

      2. 同步嵌套

    • 代码演示

      1. public class Demo {
      2.    public static void main(String[] args) {
      3.        Object objA = new Object();
      4.        Object objB = new Object();
      5.        new Thread(()->{
      6.            while(true){
      7.                synchronized (objA){
      8.                    //线程一
      9.                    synchronized (objB){
      10.                        System.out.println("小康同学正在走路");
      11.                   }
      12.               }
      13.           }
      14.       }).start();
      15.        new Thread(()->{
      16.            while(true){
      17.                synchronized (objB){
      18.                    //线程二
      19.                    synchronized (objA){
      20.                        System.out.println("小薇同学正在走路");
      21.                   }
      22.               }
      23.           }
      24.       }).start();
      25.   }
      26. }

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