并发编程之多线程线程安全

一、什么是线程安全? 为什么有线程安全问题?

当多个线程同时共享,同一个全局变量或静态变量,做写的操作时,可能会发生数据冲突问题,也就是线程安全问题。但是做读操作是不会发生数据冲突问题。

案例:需求现在有100张火车票,有两个窗口同时抢火车票,请使用多线程模拟抢票效果。

代码:

public class ThreadTrain implements Runnable { private int trainCount = 100; @Override public void run() { while (trainCount > 0) { try { Thread.sleep(50); } catch (Exception e) { } sale(); } } public void sale() { if (trainCount > 0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",出售第" + (100 - trainCount + 1) + "张票"); trainCount--; } } public static void main(String[] args) { ThreadTrain threadTrain = new ThreadTrain(); Thread t1 = new Thread(threadTrain, "①号"); Thread t2 = new Thread(threadTrain, "②号"); t1.start(); t2.start(); } }

运行结果:

一号窗口和二号窗口同时出售火车第九九张,部分火车票会重复出售。

结论发现,多个线程共享同一个全局成员变量时,做写的操作可能会发生数据冲突问题。

二、线程安全解决办法: 1、使用多线程之间同步synchronized或使用锁(lock)。

将可能会发生数据冲突问题(线程不安全问题),只能让当前一个线程进行执行。代码执行完成后释放锁,然后才能让其他线程进行执行。这样的话就可以解决线程不安全问题。

这样多个线程共享同一个资源,不会受到其他线程的干扰。

2、内置的锁

Java提供了一种内置的锁机制来支持原子性

每一个Java对象都可以用作一个实现同步的锁,称为内置锁,线程进入同步代码块之前自动获取到锁,代码块执行完成正常退出或代码块中抛出异常退出时会释放掉锁

内置锁为互斥锁,即线程A获取到锁后,线程B阻塞直到线程A释放锁,线程B才能获取到同一个锁

内置锁使用synchronized关键字实现,synchronized关键字有两种用法:

1.修饰需要进行同步的方法(所有访问状态变量的方法都必须进行同步),此时充当锁的对象为调用同步方法的对象

2.同步代码块和直接使用synchronized修饰需要同步的方法是一样的,但是锁的粒度可以更细,并且充当锁的对象不一定是this,也可以是其它对象,所以使用起来更加灵活

同步代码块synchronized public void sale() { // 同步代码块(this明锁), synchronized (this) { if (trainCount > 0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",出售第" + (100 - trainCount + 1) + "张票"); trainCount--; } } } 同步方法 public synchronized void sale() { if (trainCount > 0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",出售第" + (100 - trainCount + 1) + "张票"); trainCount--; } } 静态同步函数

方法上加上static关键字,使用synchronized 关键字修饰 或者使用类.class文件。

静态的同步函数使用的锁是 该函数所属字节码文件对象

可以用 getClass方法获取,也可以用当前 类名.class 表示。

public static void sale() { synchronized (ThreadTrain3.class) { if (trainCount > 0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",出售第" + (100 - trainCount + 1) + "张票"); trainCount--; } } }

synchronized 修饰方法使用锁是当前this锁。

synchronized 修饰静态方法使用锁是当前类的字节码文件

三、多线程死锁

同步中嵌套同步,导致锁无法释放

class Thread009 implements Runnable { private int trainCount = 100; private Object oj = new Object(); public boolean flag = true; public void run() { if (flag) { while (trainCount > 0) { synchronized (oj) { try { Thread.sleep(10); } catch (Exception e) { // TODO: handle exception } sale(); } } } else { while (trainCount > 0) { sale(); } } } public synchronized void sale() { synchronized (oj) { try { Thread.sleep(10); } catch (Exception e) { } if (trainCount > 0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "," + "出售第" + (100 - trainCount + 1) + "票"); trainCount--; } } } } public class Test009 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread009 threadTrain = new Thread009(); Thread t1 = new Thread(threadTrain, "窗口1"); Thread t2 = new Thread(threadTrain, "窗口2"); t1.start(); Thread.sleep(40); threadTrain.flag = false; t2.start(); } }} 四、Threadlocal

ThreadLocal提高一个线程的局部变量,访问某个线程拥有自己局部变量。

当使用ThreadLocal维护变量时,ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本,所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本,而不会影响其它线程所对应的副本。

ThreadLocal的接口方法

ThreadLocal类接口很简单,只有4个方法,我们先来了解一下:

void set(Object value)设置当前线程的线程局部变量的值。

public Object get()该方法返回当前线程所对应的线程局部变量。

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