多线程：线程安全、线程同步
线程安全
什么是线程安全问题？
- 多个线程，同时操作同一个共享资源的适合，可能会出现业务安全问题。
取钱的线程安全问题
- 场景：小明和小红是一对夫妻，他们有一个共同的账户，余额是10万元，如果小明和小红同时来取钱，并且2人各自都在取钱10万元，可能会出现什么问题？
线程安全问题出现的原因
- 存在多个线程在同时执行
- 同时访问一个共享资源
- 存在修改该共享资源
用程序模拟线程安全问题
Account类
public class Account {
private String cardId; //卡号
private double money; //余额
public Account() {
}
public Account(String cardId, double money) {
this.cardId = cardId;
this.money = money;
}
public String getCardId() {
return cardId;
}
public void setCardId(String cardId) {
this.cardId = cardId;
}
public double getMoney() {
return money;
}
public void setMoney(double money) {
this.money = money;
}
// 小明和小红同时过来的
public void drawMoney(double money) {
// 先搞清楚是谁来取钱
String name = Thread.currentThread().getName();
// 判断余额是否足够
if (this.money >= money){
System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功");
this.money -= money;
System.out.println(name + "来取钱后，余额剩余：" + this.money);
}else {
System.out.println(name + "来取钱，余额不足");
}
}
}DrawThread类
public class DrawThread extends Thread{
private Account acc;
public DrawThread(Account acc,String name){
super(name);
this.acc = acc;
}
@Override
public void run() {
//取钱
acc.drawMoney(100000);
}
}ThreadTest类
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个账户对象，代表两个人的共享账户
Account acc = new Account("ICBC-100",100000);
// 创建两个线程，分别代表小明，小红，再去同一个账户对象中取钱10万
new DrawThread(acc,"小明").start();
new DrawThread(acc,"小红").start();
}
}线程同步
- 解决线程安全问题的方案。
线程同步的思想
- 让多个线程实现先后依次访问共享资源，这样就解决了安全问题。
线程同步的常见方案
- 加锁：每次只允许一个线程加锁，加锁后才能进入访问，访问完毕后自动解锁，然后其他线程才能再加锁进来。
方式一：同步代码块
- 作用：把访问共享资源的核心代码给锁上，以此保证线程安全。
- 原理：每次只允许一个线程加锁进入，执行完毕后自动解锁，其他线程才可以进来执行。
同步锁的注意事项
- 对于当前同时执行的线程来说，同步锁必须是同一把（同一个对象），否则会出bug。
锁对象随便选择一个唯一的对象好不好呢？
- 不好，会影响其他无关线程的执行。
锁对象的使用规范
- 建议使用共享资源作为锁对象，对于实例方法建议使用this作为锁对象。
- 对于静态方法建议使用字节码（类名.class）对象作为锁对象。
用上述小明、小红取钱的代码为例
Account类
public class Account {
private String cardId; //卡号
private double money; //余额
public Account() {
}
public Account(String cardId, double money) {
this.cardId = cardId;
this.money = money;
}
public String getCardId() {
return cardId;
}
public void setCardId(String cardId) {
this.cardId = cardId;
}
public double getMoney() {
return money;
}
public void setMoney(double money) {
this.money = money;
}
// 小明和小红同时过来的
public void drawMoney(double money) {
// 先搞清楚是谁来取钱
String name = Thread.currentThread().getName();
// 判断余额是否足够
synchronized (this) {
if (this.money >= money){
System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功");
this.money -= money;
System.out.println(name + "来取钱后，余额剩余：" + this.money);
}else {
System.out.println(name + "来取钱，余额不足");
}
}
}
}ThreadTest类
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个账户对象，代表两个人的共享账户
Account acc = new Account("ICBC-100",100000);
// 创建两个线程，分别代表小明，小红，再去同一个账户对象中取钱10万
new DrawThread(acc,"小明").start();
new DrawThread(acc,"小红").start();
Account acc1 = new Account("ICBC-200",100000);
new DrawThread(acc,"小黑").start();
new DrawThread(acc,"小白").start();
}
}方式二：同步方法
- 作用：把访问共享资源的核心方法给上锁，以次保证线程安全。
- 原理：每次只能一个线程进入，执行完毕以后自动解锁，其他线程才可以进来执行。
同步方法底层原理
- 同步方法其实底层也是有隐式锁对象的，只是锁的范围是整个方法代码。
- 如果方法是实例方法：同步方法默认使用this作为锁对象。
- 如果方法是静态方法：同步方法默认使用类名.class作为锁对象。
是同步代码块好还是同步方法好一点？
- 范围上：同步代码块锁的范围更小，同步方法锁的范围更大。
- 可读性：同步方法更好。
方式三：Lock锁
- Lock锁是JDK5开始提供的一个新的锁定操作，通过它可以创建出锁对象进行加锁和解锁，更灵活、更方便、更强大。
- Lock是接口，不能直接实例化，可以采用它的实现类ReentrantLock来构建Lock锁对象。
| 构造器 | 说明 |
|---|---|
| public ReentrantLock（） | 获得Lock锁的实现类对象 |
Lock的常用方法
| 方法名称 | 说明 |
|---|---|
| void lock（） | 获得锁 |
| void unlock（） | 释放锁 |
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class Account {
private String cardId; //卡号
private double money; //余额
// 创建了一个锁对象
private final Lock lk = new ReentrantLock();
public Account() {
}
public Account(String cardId, double money) {
this.cardId = cardId;
this.money = money;
}
public String getCardId() {
return cardId;
}
public void setCardId(String cardId) {
this.cardId = cardId;
}
public double getMoney() {
return money;
}
public void setMoney(double money) {
this.money = money;
}
// 小明和小红同时过来的
public void drawMoney(double money) {
// 先搞清楚是谁来取钱
String name = Thread.currentThread().getName();
lk.lock(); //加锁
try {
// 判断余额是否足够
if (this.money >= money){
System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功");
this.money -= money;
System.out.println(name + "来取钱后，余额剩余：" + this.money);
}else {
System.out.println(name + "来取钱，余额不足");
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lk.unlock(); //解锁
}
}
}原文地址：https://blog.csdn.net/SU_mu147/article/details/136374213
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