线程安全问题
- 什么是线程安全
- 线程安全问题根本原因
- 问题解决-线程同步
- 同步代码块(synchronized)
- 同步方法(synchronized)
- 同步锁(ReenreantLock)
- Synchronized和Lock区别
什么是线程安全
如果有多个线程同时运行同一个实现了Runnable接口的类,程序每次运行结果和单线程运行的结果是一样的,而且其他的变量的值也和预期的是一样的,就是线程安全的;反之,则是线程不安全的。
线程安全问题根本原因
多个线程同一时刻操作共享的数据,会导致该共享数据出现与预期的值不符的情况,这样便会引发线程安全问题。
问题解决-线程同步
要解决线程安全问题,只要在某个线程修改共享资源的时候,其他线程不能修改该资源,等待该线程修改完毕同步之后,其他线程才能去抢夺CPU资源,完成对应的操作,保证了数据的同步性,解决了线程不安全的现象。
为了保证每个线程都能正常执行共享资源操作,Java引入了7种线程同步机制。
- 同步代码块(synchronized)
- 同步方法(synchronized)
- 同步锁(ReenreantLock)
- 特殊域变量(volatile)
- 局部变量(ThreadLocal)
- 阻塞队列(LinkedBlockingQueue)
- 原子变量(Atomic*)
同步代码块(synchronized)
synchronized 关键字可以用于方法中的某个区域中,表示只对这个区块的资源实行互斥访问。
同步锁: 对象的同步锁只是一个概念,可以想象为在对象上标记了一个锁.
- 锁对象可以是任意类型。
- 多个线程要使用同一把锁。
注意:在任何时候,最多允许一个线程拥有同步锁,谁拿到锁就进入代码块,其他的线程只能在外等着(BLOCKED)。
同步代码块代码
public class MyThread05 implements Runnable {
private int tickNum = 200;
Object obj = new Object();
@Override
public void run() {
while (true) {
synchronized (obj) {
if (tickNum > 0) {
//1.模拟出票时间
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//2.打印进程号和票号,票数减1
String name = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("线程" + name + "售票:" + tickNum--);
}
}
}
}
public static void main(String[] args) {
MyThread05 myThread=new MyThread05();
Thread thread01 = new Thread(myThread,"窗口1");
Thread thread02 = new Thread(myThread,"窗口2");
Thread thread03 = new Thread(myThread,"窗口3");
thread01.start();
thread02.start();
thread03.start();
}
}
同步方法(synchronized)
同步方法:
使用synchronized修饰的方法,就叫做同步方法,保证当前线程执行该方法的时候,其他线程无法访问该方法,因为该方法已经被锁定,直到当前线程运行完毕释放资源。
同步锁是谁?
- 对于非static方法,同步锁就是this。
- 对于static方法,同步锁是当前方法所在类的字节码对象(类名.class)。
同步方法代码
public class MyThread06 implements Runnable {
private int tickNum = 100;
Object obj = new Object();
@Override
public void run() {
//使用while(true)的作用:
//
//run方法中的代码就是线程要运行的代码,运行完毕以后,就不会再次运行,
// 其方法本身并不是无限循环的。而while(true)是为了让run方法中的代码不断重复的运行,
// 也就是让线程不停的运行,便于查看效果。如果去掉,run运行结束,线程也就结束了
while (true) {
getTick();
}
}
public synchronized void getTick() {
while (true) {
if (tickNum > 0) {
//1.模拟出票时间
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//2.打印进程号和票号,票数减1
String name = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("线程" + name + "售票:" + tickNum--);
}
}
}
public static void main(String[] args) {
MyThread06 myThread = new MyThread06();
Thread thread01 = new Thread(myThread, "窗口1");
Thread thread02 = new Thread(myThread, "窗口2");
Thread thread03 = new Thread(myThread, "窗口3");
thread01.start();
thread02.start();
thread03.start();
}
}
同步锁(ReenreantLock)
同步锁
java.util.concurrent.locks.Lock 机制提供了比synchronized代码块和synchronized方法更广泛的锁定操作,同步代码块/同步方法具有的功能Lock都有,除此之外更强大,更体现面向对象。
同步锁方法
- public void lock() :加同步锁。
- public void unlock() :释放同步锁。
同步锁代码
public class MyThread07 implements Runnable {
private int tickNum = 100;
Lock lock = new ReentrantLock();
@Override
public void run() {
while (true) {
lock.lock();
try {
if (tickNum > 0) {
//1.模拟出票时间
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//2.打印进程号和票号,票数减1
String name = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("线程" + name + "售票:" + tickNum--);
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
public static void main(String[] args) {
MyThread07 myThread = new MyThread07();
Thread thread01 = new Thread(myThread, "窗口1");
Thread thread02 = new Thread(myThread, "窗口2");
Thread thread03 = new Thread(myThread, "窗口3");
thread01.start();
thread02.start();
thread03.start();
}
}
Synchronized和Lock区别
- synchronized是java内置关键字;在jvm层面,Lock是个java类。
- synchronized无法判断是否获取锁的状态;Lock可以判断是否获取到锁。
- synchronized会自动释放锁,当前线程执行完同步代码会释放锁,若线程执行过程中发生异常会释放锁);Lock需在finally中手动释放锁(unlock()方法释放锁),否则容易造成线程死锁。
- synchronized关键字加锁,如果当前线程获得锁,则其他线程等待。如果当前线程阻塞,其他线程则会一直等待下去;而Lock锁就不一定会等待下去,如果尝试获取不到锁,线程可以不用一直等待就结束了。
- synchronized的锁可重入、不可中断、非公平;而Lock锁可重入、可判断、可公平(两者皆可)
- Lock锁适合大量同步的代码的同步问题,synchronized锁适合代码少量的同步问题。