java 如何实现互斥锁 java多线程互斥

引子

由于多线程共享同一资源（临界资源），使得多线程程序结果会有不确定性。

怎么解决不确定性呢？以下两种方式可以部分控制不确定性：

线程互斥

线程同步

在熟悉一下两个概念：

临界区：用synchronized标记的代码段

临界资源：被临界区竞争的访问的资源

线程互斥

锁机制

线程互斥是使用锁机制来实现的，来看看锁机制：

1. 标记出访问共享资源的代码段（Java就是用synchronized来标记代码段的，synchronized是个关键字），指明这段代码将作为一个整体以原子方式来访问共享资源；
2. 给被访问的资源关联上一把锁；
3. 当标记的的代码段（临界区）访问共享资源（临界资源）前，首先必须获得对象关联的锁；获得锁后将锁锁闭（lock），并开始实施访问；在标记的代码段访问结束后，释放锁；然后别的代码段就可以访问这个资源了。
4. 只有对象才有锁，基本数据类型没有锁。
5. 没有使用synchronized标记的代码段，锁机制不起作用。
6. 无论是synchronized正常结束还是异常退出，都会释放锁。

使用格式

Synchronized标记方式有两种：

• synchronized(obj)area ; //obj是临界资源【一个对象】，area是临界区【一段代码】。
• synchronized方法声明
//比如：publicsynchronized void function(){……} 
//等价于publicvoid function（）{synchronized(this){area}}（第一种表达方式）

谈到线程互斥问题有个很经典的案例就是银行存钱取钱问题，来实现一下：

/**
 * 存钱取钱问题
 * 分析：
 * 账户类Account   取钱线程类Saver   存钱线程类Fetcher
 * 临界资源->账户类的实例   临界区->存取钱动作
 * @author jin
 *
 */
public class TakeSavingMoney {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Account account=new Account("晋瑜", 5000000);
		// 存入1000000
		(new Saver(account, 1000000)).start();
		// 取出30000
		(new Fetcher(account, 30000)).start();
		// 取出450000
		(new Fetcher(account, 450000)).start();
		// 存入50000
		(new Saver(account, 50000)).start();
	}

}
class Account{	// 账户类
	private String name;	// 账户名
	private double money;	// 账户余额
	
	public Account(String name, double money) {
		// TODO Auto-generated constructor stub
		this.name=name;
		this.money=money;
	}
	public String getName(){
		return this.name;
	}
	public double getMoney(){
		return this.money;
	}
	public void put(double money){	// 存钱
		this.money+=money;
	}
	public void get(double money){	// 取钱
		this.money-=money;
	}
}

class Saver extends Thread{	//存钱类
	private Account account;	// 存钱人拥有一个账户
	private double money;		// 将要存钱的数
	public Saver(Account account, double money) {
		// TODO Auto-generated constructor stub
		this.account=account;
		this.money=money;
	}
	@Override
	public void run() {
		// TODO Auto-generated method stub
		synchronized (account) {	// account是临界资源
			//临界区
			System.out.println(account.getName()+"账户\n"+"现有："+account.getMoney()+"元\n"+"存入："+this.money+"元.");
			account.put(this.money);
			System.out.println("现有余额："+account.getMoney());
		}
	}
}

class Fetcher extends Thread{	//取钱类
	private Account account;	// 取款人持有一个账户
	private double money;		// 将要取钱的数
	public Fetcher(Account account, double money) {
		// TODO Auto-generated constructor stub
		this.account=account;
		this.money=money;
	}
	@Override
	public void run() {
		// TODO Auto-generated method stub
		synchronized (account) {	
			//临界区
			System.out.println(account.getName()+"账户\n"+"现有："+account.getMoney()+"元\n"+"取出："+this.money+"元.");
			account.get(this.money);
			System.out.println("现有余额："+account.getMoney());
		}
	}
}
运行结果：
晋瑜账户
现有：5000000.0元
存入：1000000.0元.
现有余额：6000000.0
晋瑜账户
现有：6000000.0元
存入：50000.0元.
现有余额：6050000.0
晋瑜账户
现有：6050000.0元
取出：450000.0元.
现有余额：5600000.0
晋瑜账户
现有：5600000.0元
取出：30000.0元.
现有余额：5570000.0