文章目錄

• • 線程安全
  • • 定義
    • 售票模擬案例
    • 注意
  • 線程同步
  • • 同步代碼塊
    • 同步方法
    • Lock鎖

線程安全

定義

• 如果有多個線程在同時運行，而這些線程可能會同時運行這段代碼。程序每次運行結果和單線程運行的結果是一樣的，而且其他變量的值也和預期的是一樣的，就是線程安全的。

售票模擬案例

電影院要賣票，假設本次電影的電影票共100張。

模擬電影院的售票窗口，實現多個售票窗口同時出售電影票(多個窗口一起賣這100張電影票)

窗口采用線程對象模擬，票采用Runnable接口模擬

模擬票

public class Ticket implements Runnable{//設置初始票量100private int ticket=100;/*賣票*/@Overridepublic void run() {while (true){if (ticket>0) {//有余票try {Thread.sleep(10);//模擬出票時間} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在賣:" + ticket );ticket--;}else {break;}}} }

模擬售票窗口

public class Demo04Ticket {public static void main(String[] args) {//創建線程任務對象Ticket ticket = new Ticket();//創建三個線程Thread t1 = new Thread(ticket,"窗口1");Thread t2 = new Thread(ticket,"窗口2");Thread t3 = new Thread(ticket,"窗口3");//同時賣票t1.start();t2.start();t3.start();} }

結果：

發現程序出現了問題：

相同的票數，比如1這張票被賣了2次。

不存在的票，比如-1這張票是不存在的。

幾個（窗口）線程的票數不同步了，這種問題就稱為線程不安全。

注意

線程安全問題都是由全局變量及靜態變量引起的。若每個線程中對全局變量、靜態變量只有讀操作，而無寫操作，一般來說，這個全局變量是線程安全的;若有多個線程同時執行寫操作，一般都需要考慮線程同步 ,否則的話就可能影響線程安全。

線程同步

• 當我們使用多個線程訪問同-資源的時候，且多個線程中對資源有寫的操作，就容易出現線程安全問題。
• 要解決上述多線程并發訪問一一個資源的安全性問題:也就是解決重復票與不存在票問題，Java中提供了同步機制(synchronized)來解決。

窗口1線程進入操作的時候，窗口2和窗口3線程只能在外等著，窗口1操作結束，窗口1和窗口2和窗口3才有機會進入代碼去執行。
也就是說在某個線程修改共享資源的時候，其他線程不能修改該資源，等待修改完畢同步之后，才能去搶奪CPU資源，完成對應的操作，保證了數據的同步性，解決了線程不安全的現象。

完成同步操作的三個方法：

同步代碼塊

同步方法

鎖機制

同步代碼塊

• 同步代碼塊: synchronized關鍵字可以用于方法的某個區塊中，表示只對這個區塊的資源實行互斥訪問。

格式：

synchronized(同步鎖){需要同步操作的代碼 }

同步鎖：

鎖對象可以是任意類型

多個線程對象要使用同一把鎖

注意：在任何時候，最多允許一個線程擁有同步鎖，誰拿到鎖誰就能進入代碼塊，其他線程只能在外面等待(BLOCKED)。

使用同步代碼塊解決上述代碼：

public class Ticket implements Runnable{//設置初始票量100private int ticket=100;//創建鎖對象Object lock = new Object();/*賣票*/@Overridepublic void run() {while (true) {//同步代碼塊synchronized (lock) {if (ticket > 0) {//有余票try {Thread.sleep(100);//模擬出票時間} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在賣" + ticket+"號票");ticket--;} else {break;}}}} }

使用同步代碼快之后，線程安全問題就解決了。

同步方法

• 同步方法：使用synchronized修飾的方法，就叫做同步方法，保證A線程執行該方法的時候，其他線程只能在方法外等待。

格式：

public synchronized void method(){可能會產生線程安全問題的代碼 }

對于非static方法,同步鎖就是this.
對于static方法,我們使用當前方法所在類的字節碼對象(類名.class)。

上述代碼使用同步方法示例：

public class Ticket implements Runnable{//設置初始票量100private int ticket=100;/*賣票*/@Overridepublic void run() {while (true) {payTicket();}}//同步方法private synchronized void payTicket() {if (ticket > 0) {//有余票try {Thread.sleep(100);//模擬出票時間} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在賣" + ticket+"號票");ticket--;}} }

Lock鎖

java.util.locks.lock機制提供了比synchronized代碼塊和synchronized方法更廣泛的鎖定操作，同步代碼快和同步方法具有的功能Lock都有，除此之外更強大，更體現面向對象。
Lock鎖也稱同步鎖，加鎖與釋放鎖方法化了，如下：

• public void lock:加同步鎖
• public void unlock:釋放同步鎖

使用方法如下：

public class Ticket implements Runnable{//設置初始票量100private int ticket=100;//創建鎖對象Lock lock = new ReentrantLock();/*賣票*/@Overridepublic void run() {while (true){//獲取鎖lock.lock();if (ticket>0) {//有余票try {Thread.sleep(10);//模擬出票時間System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在賣:" + ticket );ticket--;} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}finally {lock.unlock();//無論是否執行成功，都釋放鎖}}else {break;}}} }

總結

以上是生活随笔為你收集整理的（Java多线程）线程安全问题的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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