java 变量线程同步 java线程同步的原理

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mob6454cc716fb0 2023-06-09 13:20:25

文章标签 java 变量线程同步线程同步加锁显式 文章分类 Java 后端开发

一、前言

　　本篇文章将从什么是线程同步、为什么要线程同步、Java线程同步的方法三个部分向大家介绍线程同步，如果对线程同步概念很了解的同学可以跳过第二部分和第三部分，直接看第四部分的内容~~~　　

二、什么是线程同步

　　通俗一点的说，线程同步就好比我们食堂排队打饭，每个人都想吃饭，最天然的解决办法就算是：排队，一个个来。

　　处理多线程问题时，如果多个线程访问同一个对象，并且某些线程还想修改这个对象。这时候我们就需要线程同步。线程同步其实就是一种等待机制，多个需要同时访问此对象的线程进入这个对象的等待池形成队列，等待前面线程使用完毕，下一个线程再使用。

三、为什么要线程同步

　　我们可以举两个例子，如下图：

java 变量线程同步 java线程同步的原理_加锁

java 变量线程同步 java线程同步的原理_加锁_02

　　左图中，如果一班列车仅剩最后一张票，这时候有三个人在某订票软件上都看见了这张票，他们同时抢这张票，如果不加以限制，每个人都会获得一张票，但是车上只剩最后一张座位了，该怎么办呢？

　　右图中，如果一个账户中有100万，夫妻双方在各自的手机账户上看到的余额都是100万，这时候丈夫想取50万买辆车，妻子想取100万买套房，如果不加以限制可以同时操作，那么他们都能取到钱，二人一共取出来150万，那银行岂不是血亏！

　　下面我们来使用一段代码，模拟一下小明小黄小刚三人是怎样抢票的：

public class UnsafeBuyT {

    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket station = new BuyTicket();

        new Thread(station,"小明").start();
        new Thread(station,"小刚").start();
        new Thread(station,"小黄").start();
    }
}

class BuyTicket implements Runnable{
    //票
    private int ticketNum = 10;
    private boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        //买票
        while(flag){
            try {
                buy();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    private void buy() throws InterruptedException {
            if (ticketNum <= 0) {
                flag = false;
                return;
            }
            Thread.sleep(100);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到" + ticketNum--);
    }
}

java 变量线程同步 java线程同步的原理_加锁_03

因为对于synchronized块，我们需要指定对象，本例中我们需要锁定的是BuyTicket对象，所以我们使用this即可。

2、Lock

　　从JDK5.0开始，Java提供了更强大的线程同步机制-通过显示定义同步锁对象来实现同步，同步锁使用Lock对象；

　　Lock接口时控制对各线程对共享资源进行访问的工具。锁提供了对共享资源的独占访问，每次只有一个线程对Lock对象加锁，线程开始访问共享资源之前应获得Lock对象；

　　ReentrantLock类实现了Lock,它拥有与synchronized相同的并发性和内存语义，在实现线程安全的控制中，比较常见的是ReentrantLocj,可以显式加锁、释放锁；

修改后的BuyTicket类：

class BuyTicket implements Runnable{
    //票
    private int ticketNum = 10;
    private boolean flag = true;

    //1.创建锁对象
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    @Override
    public void run() {
        //买票
        while(flag){
            try {
                buy();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    private void buy() throws InterruptedException {
            //加锁
            lock.lock();
            if (ticketNum <= 0) {
                flag = false;
                return;
            }
            Thread.sleep(100);
            //买票
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到" + ticketNum--);

            //解锁
            lock.unlock();

    }
}

java 变量线程同步 java线程同步的原理_加锁_03

　　我们可以看见，Lock锁是一个显式锁，即显式的加锁lock()，以及显示的解锁unlock()。

注：Lock手动开启和关闭锁，开启后不要忘记关闭锁，否则该线程会一直占有此对象的锁，导致其他线程无法访问。

3、Synchronized与Lock的对比