什么是爭(zhēng)用條件？

當(dāng)多個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)同一數(shù)據(jù)（內(nèi)存區(qū)域）時(shí)，每個(gè)線程都嘗試操作改數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)被破壞（corrupted）,這種現(xiàn)象稱為爭(zhēng)用條件。

下面用一個(gè)案例來(lái)說(shuō)明。

案例：100個(gè)人之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)賬，每個(gè)人都有一張銀行卡，卡里1000元。在轉(zhuǎn)賬的時(shí)候都由銀行的系統(tǒng)來(lái)操作。

銀行系統(tǒng)：

package com.smxy.people;/*** * @Description 銀行轉(zhuǎn)賬系統(tǒng)，所有的人都在這里進(jìn)行轉(zhuǎn)賬業(yè)務(wù)* @author Bush羅* @date 2018年4月23日**/ public class MoneySystem {//每個(gè)人裝錢(qián)的，類(lèi)似于銀行卡private int peopleMoney[];/*** * @param num 有多少?gòu)埧? @param Money 每張卡多少錢(qián)*/public MoneySystem(int num,int Money) {super();peopleMoney=new int[num];for(int i=0;i<num;i++){System.out.println(i);peopleMoney[i]=Money;}}/*** * @param form 誰(shuí)轉(zhuǎn)的錢(qián)* @param to 轉(zhuǎn)給誰(shuí)* @param money 轉(zhuǎn)的錢(qián)*/public void transfer(int from,int to,int money){//如果自己的錢(qián)小于要轉(zhuǎn)的錢(qián)就返回if(peopleMoney[from]<money){return;}peopleMoney[from]-=money;peopleMoney[to]+=money;System.out.print("people"+from+"轉(zhuǎn)賬給people"+to+""+money);System.out.println("所有的錢(qián)總和為"+allMoney());}/*** 計(jì)算所有人的錢(qián)* @return*/public int allMoney(){int sum=0;for(int i=0;i<peopleMoney.length;i++){sum+=peopleMoney[i];}return sum;}}

線程轉(zhuǎn)賬：

package com.smxy.people;/*** * @Description 線程轉(zhuǎn)賬* @author Bush羅* @date 2018年4月23日**/ public class MoneyTransferTask implements Runnable{//轉(zhuǎn)賬系統(tǒng)private MoneySystem moneySystem;//轉(zhuǎn)賬的人private int fromPeople;//單次轉(zhuǎn)賬的最大金額private int maxMoney;//最大休眠時(shí)間（毫秒）private int delay = 10;public MoneyTransferTask(MoneySystem moneySystem, int fromPeople,int maxMoney) {super();this.moneySystem = moneySystem;this.fromPeople = fromPeople;this.maxMoney = maxMoney;}@Overridepublic void run() {// TODO Auto-generated method stubwhile(true){int toPeople = (int) (99*Math.random());//轉(zhuǎn)給誰(shuí)int money = (int)(maxMoney * Math.random());moneySystem.transfer(fromPeople, toPeople, money);try {Thread.sleep((int) (delay * Math.random()));} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}}}

測(cè)試代碼：

package com.smxy.people;/*** * @Description 測(cè)試用例* @author Bush羅* @date 2018年4月23日**/ public class SystemTest {//總共有100個(gè)人在互相轉(zhuǎn)賬，每個(gè)人都是獨(dú)立的線程private final static int Peoplesum=100;//每個(gè)人開(kāi)始的總金額private final static int Money=1000;public static void main(String[] args) {//銀行系統(tǒng)初始化MoneySystem moneySystem=new MoneySystem(Peoplesum,Money);//開(kāi)啟100個(gè)線程，進(jìn)行互相轉(zhuǎn)賬for(int i=0;i<100;i++){MoneyTransferTask task=new MoneyTransferTask(moneySystem,i,Money);Thread thread=new Thread(task,"TransferThread_"+i);thread.start();}}}

測(cè)試結(jié)果：

????? 我們發(fā)現(xiàn)錢(qián)的總和變少了，那么為什么會(huì)產(chǎn)生這樣的結(jié)果呢？

????? 我們知道在同一時(shí)間只能有一條線程在cup上運(yùn)行，而線程之間的調(diào)度是通過(guò)分時(shí)和搶占來(lái)完成的。

????? 假設(shè)銀行有1000塊錢(qián)，如果在某一時(shí)間線程1獲得cup的資源，獲取銀行目標(biāo)數(shù)值1000，然后將轉(zhuǎn)移的錢(qián)200添加，使得總的錢(qián)為1200，但是這是錢(qián)并沒(méi)有寫(xiě)回銀行系統(tǒng)，而是留在線程自己的內(nèi)存之中，此時(shí)線程1的操作時(shí)間耗盡，線程調(diào)度切換線程2獲得cup資源，線程2同樣獲取銀行目標(biāo)數(shù)值1000，同時(shí)將添加500，變?yōu)?500，然后將修改后的值寫(xiě)入銀行系統(tǒng)。這時(shí)銀行目標(biāo)數(shù)值為1500，此時(shí)線程1又獲得了cup資源繼續(xù)執(zhí)行它的上下文，把1200寫(xiě)入銀行系統(tǒng)，這是銀行的錢(qián)就變成1200了。兩個(gè)線程由于訪問(wèn)了共享的數(shù)據(jù)區(qū)域，通過(guò)寫(xiě)的操作破壞了共享數(shù)據(jù)的值，使得我們產(chǎn)生了爭(zhēng)用條件的情況?？偣彩翘砑恿藘纱畏謩e為200和500，但是最后只添加了500.損失了200.這就是為什么錢(qián)會(huì)少了的原因。

那么我們應(yīng)該如何來(lái)避免這樣的情況呢

通過(guò)互斥和同步就可以實(shí)現(xiàn)我們線程之間正確的交互，達(dá)到線程之間正確處理數(shù)據(jù)的要求。

互斥同步實(shí)現(xiàn)：通過(guò)增加一個(gè)鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)? synchronized+Object對(duì)象

銀行改進(jìn)代碼：

?

private final Object lockObj = new Object();/*** * @param form* 誰(shuí)轉(zhuǎn)的錢(qián)* @param to* 轉(zhuǎn)給誰(shuí)* @param money* 轉(zhuǎn)的錢(qián)*/public void transfer(int from, int to, int money) {synchronized (lockObj) {// 如果自己的錢(qián)小于要轉(zhuǎn)的錢(qián)就返回/*if (peopleMoney[from] < money) {return;}*///while循環(huán)，保證條件不滿足時(shí)任務(wù)都會(huì)被條件阻擋//而不是繼續(xù)競(jìng)爭(zhēng)CPU資源while (peopleMoney[from] < money){try {//條件不滿足, 將當(dāng)前線程放入Wait SetlockObj.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}peopleMoney[from] -= money;peopleMoney[to] += money;System.out.print(Thread.currentThread().getName() + " ");System.out.print(" people" + from + "轉(zhuǎn)賬給people" + to + " "+ money);System.out.println(" 所有的錢(qián)總和為" + allMoney());//喚醒所有在lockObj對(duì)象上等待的線程lockObj.notifyAll(); }}

????? 原來(lái)?xiàng)l件不滿足是直接返回，但是線程返回后任然有機(jī)會(huì)獲取cup資源從而再次要求加鎖，而加鎖是有開(kāi)銷(xiāo)的，會(huì)降低系統(tǒng)的性能。應(yīng)該用while做判斷，如果不滿足條件就lockObj.wait();是線程進(jìn)入一個(gè)等待的狀態(tài)。任務(wù)結(jié)束后使用lockObj.notifyAll(); 告訴那些在等待的線程我已經(jīng)執(zhí)行完了，你們可以來(lái)做，然后他們又開(kāi)始各憑本事?tīng)?zhēng)奪這個(gè)機(jī)會(huì)。如果是notify()方法就會(huì)喚醒在此對(duì)象監(jiān)視器上等待的單個(gè)線程。?

效果圖：總金額不變

Thread常用方法：

總結(jié)

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