• 【Java】详解多线程同步的三种方式

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    文章目录

    一.🔐线程安全

    1.1🔓案例引入

    1.1.1🔑问题

    1.1.2🔑实例操作

    1.2🔓说明

    二.🔐同步代码块

    2.1🔓语法格式

    2.2🔓全局锁

    🚩实例练习1

    2.3🔓任意锁

    🚩实例练习2

    2.4🔓局部锁

    🚩实例练习3

    2.5🔓this对象作为锁

    🚩实例练习4

    2.6🔓注意

    三.🔐同步方法

    3.1🔓语法格式

    3.2🔓实例练习

    3.3🔓思考

    四.🔐同步锁(重入锁)

    4.1🔓语法格式

    4.2🔓实例练习

    一.🔐线程安全

    1.1🔓案例引入

    1.1.1🔑问题

           电影院上映一部电影，共有三个窗口，请你设计一个模拟电影院卖票的程序。

    1.1.2🔑实例操作

    代码如下👇🏻 

    1. package Process3;
    2.  
    3. public class SellTicket implements Runnable {
    4. 	
    5. 	private  int tickets = 20;//总票数
    6. 	private int ticketId = 1;//票号
    7.  
    8. 	@Override
    9. 	public void run() {
    10. 		while (tickets>0) {
    11.             try {
    12. 				Thread.sleep(50);
    13. 			} catch (InterruptedException e) {
    14. 				e.printStackTrace();
    15. 			}
    16. 		
    17. 				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第"+ ticketId + "张票");
    18. 				tickets--; //剩余票数--
    19. 				ticketId++; //票号++
    20. 			}
    21. 		}
    22. 	}
    1. package Process3;
    2.  
    3. public class SellTicketDemo {
    4. 	public static void main(String[] args) {
    5. 		// 创建资源对象
    6. 		SellTicket st = new SellTicket();
    7.  
    8. 		// 创建三个线程对象
    9. 		Thread t1 = new Thread(st, "窗口1");
    10. 		Thread t2 = new Thread(st, "窗口2");
    11. 		Thread t3 = new Thread(st, "窗口3");
    12.  
    13. 		// 启动线程
    14. 		t1.start();
    15. 		t2.start();
    16. 		t3.start();
    17. 	}
    18. }

    运行结果👇🏻

    ​

    总结:该方法不可以，有重票和漏票和多票问题。 

    1.2🔓说明

               线程安全问题其实就是由多个线程同时处理共享资源所导致的。要想解决线程安全问题，必须得保证处理共享资源的代码在任意时刻只能有一个线程访问。为此，Java中提供了线程同步机制。

    ​

    二.🔐同步代码块

    2.1🔓语法格式

    ​

    原理

          (1).当线程执行同步代码块时，首先会检查lock锁对象的标志位。

          (2).默认情况下标志位为1，此时线程会执行Synchronized同步代码块，同时将锁对象的标志位置为0。

          (3).当一个新的线程执行到这段同步代码块时，由于锁对象的标志位为0，新线程会发生阻塞，等待当前线程执行完同步代码块后。

          (4).锁对象的标志位被置为1，新线程才能进入同步代码块执行其中的代码，这样循环往复，直到共享资源被处理完为止。

     同步代码块：

     * synchronized(对象){

     * 需要同步的代码;

     * }

     *

     * (1).对象是什么呢?

     * 我们可以随便创建一个对象试试。

     * (2).需要同步的代码是哪些呢?

     * 把多条语句操作共享数据的代码的部分给包起来

     *

     * 注意：

     * (1).同步可以解决安全问题的根本原因就在那个对象上。该对象如同锁的功能。

     * (2).多个线程必须是同一把锁。

    2.2🔓全局锁

    注:以下四种方法的测试类都一样(只有2.2写了测试类，其余省略了)

    🚩实例练习1

    代码如下👇🏻 

    1. package Sell;
    2.  
    3. public class SellTicket implements Runnable {
    4. 	
    5. 	private   int tickets = 20;//总票数
    6. 	private int ticketId = 1;//票号
    7. 	 Object o =new Object();//全局锁
    8. 	
    9. 	@Override
    10. 	public void run() {
    11. 		while (tickets>0) {
    12. 			synchronized (o) {
    13. 			if(tickets>0) {
    14. 				try {
    15. 					Thread.sleep(50);
    16. 				} catch (InterruptedException e) {
    17. 					e.printStackTrace();
    18. 				}
    19. 				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第"+ ticketId + "张票");
    20. 				tickets--; //剩余票数--
    21. 				ticketId++; //票号++
    22. 			}
    23. 		}
    24. 				
    25. 			}
    26. 		}
    27. 	}
    1. package Sell;
    2.  
    3.  
    4. public class SellTicketDemo1 {
    5. 	public static void main(String[] args) {
    6. 		// 创建资源对象
    7. 		SellTicket1 st = new SellTicket1();
    8.  
    9. 		// 创建三个线程对象
    10. 		Thread t1 = new Thread(st, "窗口1");
    11. 		Thread t2 = new Thread(st, "窗口2");
    12. 		Thread t3 = new Thread(st, "窗口3");
    13.  
    14. 		// 启动线程
    15. 		t1.start();
    16. 		t2.start();
    17. 		t3.start();
    18. 	}
    19. }

    运行结果👇🏻

    ​

    2.3🔓任意锁

    🚩实例练习2

    代码如下👇🏻 

    1. package Sell;
    2.  
    3. public class SellTicket1 implements Runnable {
    4. 	
    5. 	private int tickets = 20;//总票数
    6. 	private int ticketId = 1;//票号
    7. 	 Demo lock =new Demo();//任意锁
    8. 	
    9. 	@Override
    10. 	public void run() {
    11. 		while (tickets>0) {
    12. 			try {
    13. 				Thread.sleep(50);
    14. 			} catch (InterruptedException e) {
    15. 				e.printStackTrace();
    16. 			}
    17. 			synchronized (lock) {
    18. 		    //  为什么有if判断？
    19. 	        //  如果没有if,t1执行结束,tickets=0,这样t2,t3再执行同步代码块之后,票会变成负数,票会多卖
    20. 			if(tickets>0) {
    21. 				try {
    22. 					Thread.sleep(50);
    23. 				} catch (InterruptedException e) {
    24. 					e.printStackTrace();
    25. 				}
    26. 				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第"+ ticketId + "张票");
    27. 				tickets--; //剩余票数--
    28. 				ticketId++; //票号++  // 多卖21,22
    29. 			}
    30. 		}
    31. 				
    32. 			}
    33. 		}
    34. 	}
    35. class Demo{
    36. 	//任意类
    37. }

    运行结果👇🏻

    2.4🔓局部锁

    🚩实例练习3

    代码如下👇🏻 

    1. package Sell;
    2.  
    3. public class SellTicket1 implements Runnable {
    4. 	
    5. 	private int tickets = 20;//总票数
    6. 	private int ticketId = 1;//票号
    7.  
    8. 	@Override
    9. 	public void run() {
    10. 		Object lock =new Object();//局部锁锁不住
    11. 		while (tickets>0) {
    12. 			try {
    13. 				Thread.sleep(50);
    14. 			} catch (InterruptedException e) {
    15. 				e.printStackTrace();
    16. 			}
    17. 			synchronized (lock) {
    18. 		    //  为什么有if判断？
    19. 	        //  如果没有if,t1执行结束,tickets=0,这样t2,t3再执行同步代码块之后,票会变成负数,票会多卖
    20. 			if(tickets>0) {
    21. 				try {
    22. 					Thread.sleep(50);
    23. 				} catch (InterruptedException e) {
    24. 					e.printStackTrace();
    25. 				}
    26. 				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第"+ ticketId + "张票");
    27. 				tickets--; //剩余票数--
    28. 				ticketId++; //票号++  // 多卖21,22
    29. 			}
    30. 		}
    31. 				
    32. 			}
    33. 		}
    34. 	}

    运行结果👇🏻

    ​

    总结:该方法不可以，有重票和漏票问题。

    2.5🔓this对象作为锁

    🚩实例练习4

    代码如下👇🏻 

    1. package Sell;
    2.  
    3. public class SellTicket1 implements Runnable {
    4. 	
    5. 	private int tickets = 20;//总票数
    6. 	private int ticketId = 1;//票号
    7.  
    8. 	@Override
    9. 	public void run() {
    10. 		while (tickets>0) {
    11. 			try {
    12. 				Thread.sleep(50);
    13. 			} catch (InterruptedException e) {
    14. 				e.printStackTrace();
    15. 			}
    16. 			synchronized (this) {
    17. 		    //  为什么有if判断？
    18. 	        //  如果没有if,t1执行结束,tickets=0,这样t2,t3再执行同步代码块之后,票会变成负数,票会多卖
    19. 			if(tickets>0) {
    20. 				try {
    21. 					Thread.sleep(50);
    22. 				} catch (InterruptedException e) {
    23. 					e.printStackTrace();
    24. 				}
    25. 				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第"+ ticketId + "张票");
    26. 				tickets--; //剩余票数--
    27. 				ticketId++; //票号++  // 多卖21,22
    28. 			}
    29. 		}
    30. 				
    31. 			}
    32. 		}
    33. 	}

    运行结果👇🏻

    ​

    说明:项目开发中一般使用this关键字作为锁对象。

    2.6🔓注意

    三.🔐同步方法

    3.1🔓语法格式

    ​

    3.2🔓实例练习

     代码如下👇🏻 

    1. package Sell;
    2.  
    3. public class SellTicket1 implements Runnable {
    4. 	
    5. 	private int tickets = 20;//总票数
    6. 	private int ticketId = 1;//票号
    7.  
    8. 	@Override
    9. 	public void run() {
    10. 		while (tickets>0) {
    11. 			try {
    12. 				Thread.sleep(50);
    13. 			} catch (InterruptedException e) {
    14. 				e.printStackTrace();
    15. 			}
    16. 			
    17. 			Selltickets ();
    18. 				
    19. 			}
    20. 		}
    21. 	//方法抽取：
    22. 	 //同步方法
    23. 	public synchronized void Selltickets () {
    24. 		if(tickets>0) {
    25. 	
    26. 			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第"+ ticketId + "张票");
    27. 			tickets--; //剩余票数--
    28. 			ticketId++; //票号++  // 多卖21,22
    29. 		}
    30. 	}
    31. 	}
    1. package Sell;
    2.  
    3.  
    4. public class SellTicketDemo1 {
    5. 	public static void main(String[] args) {
    6. 		// 创建资源对象
    7. 		SellTicket1 st = new SellTicket1();
    8.  
    9. 		// 创建三个线程对象
    10. 		Thread t1 = new Thread(st, "窗口1");
    11. 		Thread t2 = new Thread(st, "窗口2");
    12. 		Thread t3 = new Thread(st, "窗口3");
    13.  
    14. 		// 启动线程
    15. 		t1.start();
    16. 		t2.start();
    17. 		t3.start();
    18. 	}
    19. }

    运行结果👇🏻

    ​

    3.3🔓思考

         (1).同步方法的格式及锁对象问题？

               把同步关键字加在方法上

         (2).同步代码块的锁对象是谁？

               任意全局对象   一般使用this作为锁对象

         (3).同步方法的锁是谁？

               this，它是隐含的

    四.🔐同步锁(重入锁)

    4.1🔓语法格式

    ​

     Lock:

     * void lock()： 获取锁。

     * void unlock():释放锁。  

     * ReentrantLock是Lock的实现类.

    4.2🔓实例练习

    代码如下👇🏻 

    1. package Sell;
    2.  
    3. import java.util.concurrent.locks.Lock;
    4. import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
    5.  
    6. public class SellTicket1 implements Runnable {
    7. 	
    8. 	private int tickets = 20;//总票数
    9. 	private int ticketId = 1;//票号
    10. 	Lock lock =new ReentrantLock();//同步锁(重入锁)
    11.  
    12. 	@Override
    13. 	public void run() {
    14. 		while (tickets>0) {
    15. 			try {
    16. 				Thread.sleep(50);
    17. 			} catch (InterruptedException e) {
    18. 				e.printStackTrace();
    19. 			}
    20. 			lock.lock();//上锁
    21. 			if(tickets>0) {
    22. 				
    23. 				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第"+ ticketId + "张票");
    24. 				tickets--; //剩余票数--
    25. 				ticketId++; //票号++  
    26. 			}
    27. 			lock.unlock();//开锁
    28. 			}
    29. 		}
    30. 	}
    1. package Sell;
    2.  
    3.  
    4. public class SellTicketDemo1 {
    5. 	public static void main(String[] args) {
    6. 		// 创建资源对象
    7. 		SellTicket1 st = new SellTicket1();
    8.  
    9. 		// 创建三个线程对象
    10. 		Thread t1 = new Thread(st, "窗口1");
    11. 		Thread t2 = new Thread(st, "窗口2");
    12. 		Thread t3 = new Thread(st, "窗口3");
    13.  
    14. 		// 启动线程
    15. 		t1.start();
    16. 		t2.start();
    17. 		t3.start();
    18. 	}
    19. }

    运行结果👇🏻

    ​🌺建议大家亲自动手操作，学编程，多实践练习是提升编程技能的必经之路。

    🌺欢迎大家在评论区进行讨论和指正！

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