JAVA之旅（十三）——线程的安全性，synchronized关键字，多线程同步代码块，同步函数，同步函数的锁是this

JAVA之旅（十三）——线程的安全性，synchronized关键字，多线程同步代码块，同步函数，同步函数的锁是this

一.线程的安全性

当我们开启四个窗口（线程）把票陆陆续续的卖完了之后，我们要反思一下，这里面有没有安全隐患呢？在实际情况中，这种事情我们是必须要去考虑安全问题的，那我们模拟一下错误

package com.lgl.hellojava; import javax.security.auth.callback.TextInputCallback; //公共的 类 类名 public class HelloJJAVA { public static void main(String[] args) { /** * 需求：简单的卖票程序，多个线程同时卖票 */ MyThread myThread = new MyThread(); Thread t1 = new Thread(myThread); Thread t2 = new Thread(myThread); Thread t3 = new Thread(myThread); Thread t4 = new Thread(myThread); t1.start(); t2.start(); t3.start(); t4.start(); } } /** * 卖票程序 * * @author LGL * */ class MyThread implements Runnable { // 票数 private int tick = 100; @Override public void run() { while (true) { if (tick > 0) { try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } System.out.println("卖票:" + tick--); } } } } 

我们输出的结果

这里出现了0票，如果你继续跟踪的话，你会发现，还会出现-1，-2之类的票，这就是安全隐患，那原因是什么呢？

• 当多条语句在操作同一个线程共享数据时，一个线程对多条语句只执行了一个部分，还没有执行完，另外一个线程参与了执行，导致共享数据的错误

解决办法：对多条操作共享数据的语句，只能让一个线程都执行完再执行过程中其他线程不可以参与运行

JAVA对多线程的安全问题提供了专业的解决办法，就是同步代码块

 synchronized(对象){ //需要同步的代码 } 

那我们怎么用呢？

package com.lgl.hellojava; //公共的 类 类名 public class HelloJJAVA { public static void main(String[] args) { /** * 需求：简单的卖票程序，多个线程同时卖票 */ MyThread myThread = new MyThread(); Thread t1 = new Thread(myThread); Thread t2 = new Thread(myThread); Thread t3 = new Thread(myThread); Thread t4 = new Thread(myThread); t1.start(); t2.start(); t3.start(); t4.start(); } } /** * 卖票程序 * * @author LGL * */ class MyThread implements Runnable { // 票数 private int tick = 100; Object oj = new Object(); @Override public void run() { while (true) { synchronized(oj){ if (tick > 0) { try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } System.out.println("卖票:" + tick--); } } } } } 

这样，就输出

二.多线程同步代码块

我们为什么可以这样去同步线程？

对象如同锁，持有锁的线程可以在同步中执行，没有执行锁的线程即使获取了CPU的执行权，也进不去，因为没有获取锁，我们可以这样理解

• 四个线程，哪一个进去就开始执行，其他的拿不到执行权，所以即使拿到了执行权，也进不去，这个同步能解决线程的安全问题

但是，同步是有前提的

• 1.必须要有两个或者两个以上的线程，不然你同步也没必要呀
• 2.必须是多个线程使用同一锁

必须保证同步中只能有一个线程在运行

但是他也有一个弊端：那就是多个线程都需要判断锁，较为消耗资源

三.多线成同步函数

我们可以写一段小程序，来验证这个线程同步的问题，也就是说我们看看下面这段程序是否有安全问题，有的话，如何解决？

package com.lgl.hellojava; //公共的 类 类名 public class HelloJJAVA { public static void main(String[] args) { /** * 需求：银行里有一个金库 有两个人要存钱300 */ MyThread myThread = new MyThread(); Thread t1 = new Thread(myThread); Thread t2 = new Thread(myThread); t1.start(); t2.start(); } } /** * 存钱程序，一次100 * @author LGL * */ class MyThread implements Runnable { private Bank b = new Bank(); @Override public void run() { for (int i = 0; i < 3; i++) { b.add(100); } } } /** * 银行 * @author LGL * */ class Bank { private int sum; public void add(int n) { sum = sum + n; System.out.println("sum:" + sum); } } 

当你执行的时候你会发现

这里是没错的，存了600块钱，但是，这个程序是有安全隐患的

如何找到问题？

• 1.明确哪些代码是多线成运行代码
• 2.明确共享数据
• 3.明确多线成运行代码中哪些语句是操作共享数据的

那我们怎么找到安全隐患呢？我们去银行的类里面做些认为操作

/** * 银行 * @author LGL * */ class Bank { private int sum; public void add(int n) { sum = sum + n; try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } System.out.println("sum:" + sum); } }

让他sleep一下你就会发现

这样的话，我们就可以使用我们的同步代码了

/** * 银行 * * @author LGL * */ class Bank { private int sum; Object j = new Object(); public void add(int n) { synchronized (j) { sum = sum + n; try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } System.out.println("sum:" + sum); } } }

这样代码就可以同步了

哪些代码该同步，哪些不该同步，你一定要搞清楚，根据上面的3个条件

大家有没有注意到，函数式具有封装代码的特定，而我们所操作的同步代码块也是有封装代码的特性，拿这样的话我们就可以换一种形式去操作，那就是写成函数的修饰符

 /** * 银行 * * @author LGL * */ class Bank { private int sum; public synchronized void add(int n) { sum = sum + n; try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } System.out.println("sum:" + sum); } } 

这样也是OK的

四.同步函数的锁是this

既然我们学习了另一种同步函数的写法，那我们就可以把刚才的买票小例子进一步封装一下了

package com.lgl.hellojava; //公共的 类 类名 public class HelloJJAVA { public static void main(String[] args) { /** * 需求：简单的卖票程序，多个线程同时卖票 */ MyThread myThread = new MyThread(); Thread t1 = new Thread(myThread); Thread t2 = new Thread(myThread); Thread t3 = new Thread(myThread); Thread t4 = new Thread(myThread); t1.start(); t2.start(); t3.start(); t4.start(); } } /** * 卖票程序 * * @author LGL * */ class MyThread implements Runnable { // 票数 private int tick = 100; @Override public synchronized void run() { while (true) { if (tick > 0) { try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread()+"卖票:" + tick--); } } } } 

但是这样做，你却会发现一个很严重的问题，那就是

永远只有0线程在执行卖票

那是因为我们并没有搞清楚需要同步哪一个代码段，我们应该执行的只是里面的那两段代码，而不是整个死循环，所以我们得封装个函数进行线程同步

package com.lgl.hellojava; //公共的 类 类名 public class HelloJJAVA { public static void main(String[] args) { /** * 需求：简单的卖票程序，多个线程同时卖票 */ MyThread myThread = new MyThread(); Thread t1 = new Thread(myThread); Thread t2 = new Thread(myThread); Thread t3 = new Thread(myThread); Thread t4 = new Thread(myThread); t1.start(); t2.start(); t3.start(); t4.start(); } } /** * 卖票程序 * * @author LGL * */ class MyThread implements Runnable { // 票数 private int tick = 100; @Override public void run() { while (true) { show(); } } private synchronized void show() { if (tick > 0) { try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread() + "卖票:" + tick--); } } } 

这样输出解决了

问题是被解决了，但是随之问题也就来了

• 同步函数用的是哪一个锁呢？

函数需要被对象调用，那么函数都有一个所属对象的引用，就是this，所以同步函数所引用的锁是this,我们来验证一下，我们把程序改动一下

使用两个线程来卖票，一个线程在同步代码块中，一个线程在同步函数中，都在执行卖票动作

package com.lgl.hellojava; //公共的 类 类名 public class HelloJJAVA { public static void main(String[] args) { /** * 需求：简单的卖票程序，多个线程同时卖票 */ MyThread myThread = new MyThread(); Thread t1 = new Thread(myThread); Thread t2 = new Thread(myThread); // Thread t3 = new Thread(myThread); // Thread t4 = new Thread(myThread); t1.start(); myThread.flag = false; t2.start(); // t3.start(); // t4.start(); } } /** * 卖票程序 * * @author LGL * */ class MyThread implements Runnable { // 票数 private int tick = 100; Object j = new Object(); boolean flag = true; @Override public void run() { if (flag) { while (true) { synchronized (j) { if (tick > 0) { try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread() + "code:" + tick--); } } } } else { while (true) { show(); } } } private synchronized void show() { if (tick > 0) { try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread() + "show:" + tick--); } } } 

当我们运行的时候就发现

他只在show中进行，那是为什么呢？因为主线程开启的时候瞬间执行，我们要修改一下，让线程1开启的时候，主线程睡个10毫秒试试

 t1.start(); try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } myThread.flag = false; t2.start();

这样输出的结果貌似是交替进行

但是所知而来的，是0票，这说明这个线程不安全，我们明明加了同步啊，怎么还是不安全呢？因为他用的不是同一个锁，一个用Object，一个是用this的锁，我们再改动一下，我们把Object更好为this，这样输出

现在就安全，也正确了

好的，我们本篇幅就先到这里了，我们下篇也继续讲线程

原文地址http://www.bieryun.com/2747.html