多线程安全问题出现前提:访问了共享的数据

线程安全 array swift 线程安全问题_安全问题

线程安全问题出现的原因:(卖票案例)

因为每条语句执行都需要时间的,当某一线程抢占到CPU执行权时,便进入 run 方法执行到 if 语句,此时满足if条件,还没来得及对共享数据进行操作,就失去了CPU的执行权,被其他线程抢占。等再次获得CPU执行权,继续执行if条件后的语句,并对共享数据进行操作时,可能此时共享数据已经不满足执行条件了,但是还得继续执行。这样就出现了安全问题。

使用线程同步技术解决线程安全问题(三种方式)

1.同步代码块

格式:
    synchronized(锁对象){
        可能会出现线程安全问题的代码(访问了共享数据的代码)
    }

注意:
    1.通过代码块中的锁对象,可以使用任意的对象
    2.但是必须保证多个线程使用的锁对象是同一个
    3.锁对象作用:
        把同步代码块锁住,只让一个线程在同步代码块中执行,别的线程拿不到锁对象就得一直等待。
public class RunnableImpl implements Runnable{
    //定义一个多个线程共享的票源
    private  int ticket = 100;
    
    创建一个锁对象,必须在run方法外定义,否则就会每个线程new一个锁对象
    Object obj = new Object();
    //设置线程任务:卖票
    @Override
    public void run() {
        //使用死循环,让卖票操作重复执行
        while(true){
           //同步代码块
            synchronized (obj){
                //先判断票是否存在
                if(ticket>0){
                    //没加同步代码块时,提高安全问题出现概率,让程序睡眠
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    //票存在,卖票 ticket--
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->正在卖第"+ticket+"张票");
                    ticket--;
                }
            }
        }
    }
}

同步中的线程,没有执行完毕不会释放锁对象;同步外的线程,没有得到锁对象进不去同步。程序频繁的判断锁、获取锁、释放锁,会导致程序效率变低。

2.同步方法

使用步骤:
1.把访问了共享数据的代码抽取出来,放到一个方法中
2.在方法上添加synchronized修饰符

格式:定义方法的格式
修饰符 synchronized 返回值类型 方法名(参数列表){
    可能会出现线程安全问题的代码(访问了共享数据的代码)
}
public class RunnableImpl implements Runnable{
    //定义一个多个线程共享的票源
    private static int ticket = 100;

    //设置线程任务:卖票
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("this:"+this);//this:com.itheima.demo08.Synchronized.RunnableImpl@58ceff1
        //使用死循环,让卖票操作重复执行
        while(true){
            payTicketStatic();
        }
    }
    
        静态的同步方法
        锁对象是谁?
        不能是this
        this是创建对象之后产生的,静态方法优先于对象
        静态方法的锁对象是本类的class属性-->class文件对象(反射)
     
    public static /*synchronized*/ void payTicketStatic(){
        synchronized (RunnableImpl.class){
            //先判断票是否存在
            if(ticket>0){
                //提高安全问题出现的概率,让程序睡眠
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                //票存在,卖票 ticket--
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->正在卖第"+ticket+"张票");
                ticket--;
            }
        }

    }
  
        定义一个同步方法
        同步方法也会把方法内部的代码锁住
        只让一个线程执行
        同步方法的锁对象是谁?
        就是实现类对象 new RunnableImpl()
        也是就是this
     
    public /*synchronized*/ void payTicket(){
        synchronized (this){
            //先判断票是否存在
            if(ticket>0){
                //提高安全问题出现的概率,让程序睡眠
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                //票存在,卖票 ticket--
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->正在卖第"+ticket+"张票");
                ticket--;
            }
        }

    }
}

3.Lock接口

Lock 实现提供了比使用 synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作。
Lock接口中的方法:
    void lock()获取锁。
    void unlock()  释放锁。
java.util.concurrent.locks.ReentrantLock implements Lock接口
使用步骤:
    1.在成员位置创建一个ReentrantLock对象
    2.在可能会出现安全问题的代码前调用Lock接口中的方法lock获取锁
    3.在可能会出现安全问题的代码后调用Lock接口中的方法unlock释放锁
public class RunnableImpl implements Runnable{
    //定义一个多个线程共享的票源
    private  int ticket = 100;

    1.在成员位置创建一个ReentrantLock对象
    Lock l = new ReentrantLock();

    //设置线程任务:卖票
    @Override
    public void run() {
        //使用死循环,让卖票操作重复执行
        while(true){
            2.在可能会出现安全问题的代码前调用Lock接口中的方法lock获取锁
            l.lock();

            //先判断票是否存在
            if(ticket>0){
                //提高安全问题出现的概率,让程序睡眠
                try {
                    Thread.sleep(10);
                    //票存在,卖票 ticket--
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->正在卖第"+ticket+"张票");
                    ticket--;
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }finally {
                    3.在可能会出现安全问题的代码后调用Lock接口中的方法unlock释放锁
                    l.unlock();//无论程序是否异常,都会把锁释放
                }
            }
        }
    }