day13+14 线程同步

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1.线程同步

（多个线程操作同一个资源）

并发：同一个对象被多个线程同时操作

处理多线程问题时，多个线程访问同一个对象，并且某个线程还想修改这个对象，这时候我们就需要线程同步。线程同步 其实就是一个等待机制 ，多个需要同时访问的此对象的线程进入这个对象的等待池形成队列，等待前面线程使用完毕，下一个线程再使用。

线程同步形成条件 = 队列 + 锁

由于同一进程的多个线程共享同一块存储空间，在带来方便的同时，也带来了访问冲突问题，为了保证数据在方法中被访问时的正确性，在访问时加上锁机制 synchronized，当一个线程获得对象的排它锁，独占资源，其他线程必须等待。使用后释放锁即可。

存在以下问题：

一个线程持有锁会导致其他所有需要此锁的线程挂起；
在多线程竞争下，加锁、释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延时，引起性能问题；
如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁会导致优先级倒置，引起性能问题。

2.不安全案例

java 复制代码

package com.mollzz.syn;

//不安全的买票
//线程不安全，有负数
public class UnSafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket station=new BuyTicket();

        new Thread(station,"张三").start();
        new Thread(station,"李四").start();
        new Thread(station,"黄牛").start();
    }
}

class BuyTicket implements Runnable{

    //票
    private int ticketNums=10;
    boolean flag=true;//外部停止方式

    @Override
    public void run() {
        //买票
        while (flag){
            try {
                buy();
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
    }
    //买票的方法
    private void buy() throws InterruptedException {
        //判断是否有票
        if (ticketNums<=0){
            flag=false;
            return;
        }

        //模拟延时
        Thread.sleep(100);

        //买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到"+ticketNums--);
    }

}

java 复制代码

package com.mollzz.syn;

//不安全的取钱
//两个人去银行取钱，账户
public class UnSafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        Account account=new Account(100,"买房");
        Drawing you=new Drawing(account,50,"你");
        Drawing family=new Drawing(account,100,"家人");

        you.start();
        family.start();

    }
}

//账户
class Account{
    int money;//余额
    String name;//卡名

    public Account(int money,String name){
        this.money=money;
        this.name=name;
    }
}

//银行:模拟取款
class Drawing extends Thread{
    Account account;//账户
    //取了多少钱
    int drawingMoney;
    //现在手里有多少钱
    int nowMoney;

    public Drawing(Account account,int drawingMoney,String name){
        super(name);
        this.account=account;
        this.drawingMoney=drawingMoney;

    }

    //取钱
    @Override
    public void run() {
        //判断有没有钱
        if (account.money - drawingMoney<0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够，取不了");
            return;
        }
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

        //卡内余额 = 余额 - 你取的钱
        account.money=account.money - drawingMoney;
        //你手里的钱
        nowMoney=nowMoney + drawingMoney;

        System.out.println(account.name+"余额为"+account.money);
        //这里：Thread.currentThread().getName() = this.getName()
        System.out.println(this.getName()+"手里的钱"+nowMoney+Thread.currentThread().getName());


    }
}

java 复制代码

package com.mollzz.syn;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

//线程不安全的集合
public class UnSafeList {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        List<String> list=new ArrayList<String>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println(list.size());
    }
}

3.1同步方法

由于我们可以通过private关键字来保证数据对象只能被方法访问，所以我们只需要针对方法提出一台机制，这套机制就是synchronized关键字，它包括两种用法：synchronized 方法和synchronized 块。

同步方法：public synchronized void method(int args){}

synchronized方法控制对"对象"的访问，每个对象对应一把锁，每个synchronized方法都必须获得调用该方法的对象的锁才能执行，否则线程会堵塞，方法一旦执行，就独占该锁，直到该方法返回才释放锁，后面被阻塞的线程才能获得这个锁，继续执行

缺陷：若将一个大的方法申明为synchronized将会影响效率（方法里面需要修改的内容才需要锁，锁的太多浪费资源）

3.2同步块

同步块：synchronized(Obj){}

Obj称之为 同步监视器

Obj可以是任何对象，但是推荐使用共享资源作为同步监视器

同步方法中无需指定同步监视器，因为同步方法的同步监视器就是this，就是这个对象本身，或者是class[反射中讲解]

同步监视器的执行过程：

第一个线程访问，锁定同步监视器，执行其中代码
第二个线程访问，发现同步监视器被锁定，无法访问
第一个线程访问完毕，解锁同步监视器
第二个线程访问，发现同步监视器没有锁，然后锁定并访问

4.死锁

多个线程各自占有一些共享资源，并且互相等待其他线程占有的资源才能运行，而导致两个或多个线程都在等待对方释放资源，都停止执行的情形。某一个同步块同时拥有"两个以上对象的锁"时，就可能会发生"死锁"的问题。

5.LOCK(锁)

从JDK5.0开始，Java提供了更强大的线程同步机制------通过显式定义同步锁对象来实现同步。同步锁使用lock对象充当。

java.util.concurrent.locks.Lock接口是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。锁提供了对共享资源的独占访问，每次只能有一个线程对Lock对象加锁，线程开始访问共享资源之前应获得Lock对象

ReentrankLock类实现了Lock，它拥有与synchronized相同的并发性和内存语义，在实现线程安全的控制中，比较常用的是ReentrantLock，可以显式加锁、释放锁。