线程安全和同步--java进阶day15

1.示例：引出线程安全

在引出线程安全之前，我们先写一个案例

我们选择Runnable接口开启线程，票的数量固定为常量100，然后创建一个资源对象，三个线程对象，三个线程对象分别命名，并且共用一个资源对象

右键，运行程序，控制台打印出来的全是负号票

我们修改一下票数的条件，虽然没有负号票了，但是三个窗口各卖了100张票，相当于卖了300张票，不符合题目要求

这就是线程安全的问题，现在我们的数据极其不安全，有负号票还有重复票

2.线程不安全的场景

当多条线程共享操作一份资源 时，就会出现线程不安全

[1]出现符号票的原因

下图为示例中我们写的代码，为方便，我们将票的数量改为1

假设线程1先抢到执行权，走到打印语句这，此时ticket=1，线程1打印完，正准备减减时，线程2抢到了执行权

线程2也走到打印语句这，此时ticket没来得及减减，依旧是1，线程2刚要打印，又被线程3抢到了执行权，线程3也走到打印语句这，ticket还是1

当线程3准备打印时，线程1抢走了执行权，线程1继续走未执行的操作（线程1位于红圈，下一步就直接走减减操作）

ticket变为0，因为是共享资源，所以三个线程手里的ticket都会为0

线程1执行完毕后，线程2继续执行，线程2上一次正准备打印，所以这次线程2会继续走打印语句，但此时ticket为0，所以线程2会打印0号票，打印完后，做减减操作，ticket=-1

线程3再操作，打印出来的就是符号票了

出现这个问题的原因，就是因为cpu会在多条线程来回切换，导致数据的不安全，出现重复票也是这个原因

3.线程同步

要解决上面的问题，我们只需要让某个线程在执行操作时上锁，其他线程别来打扰

线程同步就是将多条语句操作的共享数据的代码上锁，让任意时刻只有一个线程可以执行

[1]同步代码块

将要上锁的代码放入{}内，（）可以给任意的对象

使用同步代码块后，控制台不再有重复票和负号票，并且每个窗口都有在卖票

细节

如图，我们使用Thread类来开启线程，还是之前的代码，在循环那里上锁，然后创建三个Thread对象，分别命名，右键运行

我们会发现，出现了重复票

锁对象可以是任意对象，但是必须保证多条线程使用的锁对象是同一把锁

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上图，我们创建了三次Task对象，也就创建了三把锁（o对象），各自锁各自的，无法达到上锁效果

而且，创建了三次Task对象，也就相当于有三块空间，每块空间都有票，各自卖各自的票，票也不是共享数据

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所以，为了保证票和锁都是唯一的，我们需要加上static修饰

此时，控制台打印的票就不再会有重复的了

推荐：以后在给锁对象时，直接给类的字节码对象，这是唯一的

解疑：使用Runnable接口开启线程时，我们只创建了一个资源对象，三个窗口都是线程对象共用的这一个资源对象，所以不需要static修饰。

继承Thread类创建的对象是直接包含了资源的，所以三个对象都有各自的资源，需要用static修饰保证唯一

[2]同步方法

在同步方法里的所有代码都是同步的

如图，还是之前卖票的代码，我们将循环里的逻辑写成同步方法

同步方法里也有锁对象，但是被内部隐藏了

同步方法分为静态和非静态，静态的方法里面的锁对象是类字节码对象，非静态则是this

[3]Lock锁

使用Lock锁，我们可以自定义哪里加锁，哪里释放锁

Lock锁是接口，所以我们使用它的实现类ReentrantLock（互斥锁）

互斥锁常用的方法

如图

上图虽然安全实现了卖票，但是我们会发现控制台还在运行并没有结束

这是因为当ticket=0后，循环结束，还没来得及执行下面的lock.unlock（）释放锁，导致程序一直运行，解决方法就是在结束循环前释放锁即可

也可以使用finally强行释放锁

4.死锁

如图，我们通过匿名内部类来实现Runnable开启线程

创建了两个锁对象，然后进行同步嵌套

此时运行就会导致程序卡死

我们用图片来解释

如图，假设线程1抢到了执行权，将A锁关上，因为锁对象都是唯一的，所以线程2那边的A锁也一起关上

当线程2开始执行时，线程2执行自己的任务，把B锁关上，线程1那边的B锁也被关上，导致双方都被锁住，无法释放锁，程序卡死