java多线程---4 线程同步介绍及不安全案例说明

线程同步

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，并且某些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种等待机制，多个需要同时访问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。
• 形成条件：队列+锁

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,在访问时加入锁机制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！
• 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，在访问时加入锁机制同步，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: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 调度延迟，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。

不安全的线程操作案例

1. 不安全的买票

package com.ssl.demo04;

//不安全的买票
//线程不安全，会出负数

public class UnsafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket buyTicket = new BuyTicket();

        new Thread(buyTicket,"小明").start();
        new Thread(buyTicket,"黄牛").start();
        new Thread(buyTicket,"小红").start();
    }


}

class BuyTicket implements Runnable{
    private int ticketNums = 10;

    boolean flag = true;   //外部停止方式

    @Override
    public void run() {
        //买票
        while(flag){
            buy();
        }
    }

    private void buy(){
        //判断是否有票
        if (ticketNums <= 0){
            flag = false;
            return;
        }
        //模拟延时
        try {
            Thread.sleep(500);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

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

2. 不安全的银行

package com.ssl.demo04;

//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) {
        //账户
        Account account = new Account(100,"结婚基金");

        //取钱过程
        Drawing you = new Drawing(account,80,"你");
        Drawing girlFriend = new Drawing(account,100,"女友");

        you.start();
        girlFriend.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;
    }

    @Override
    public void run() {
        //判断有没有钱
        if(account.money-drawingMoney < 0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够,取钱失败");
            return;
        }
        
        //sleep 放大问题的发生性
        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;

        //手里的钱
        nowMoney =  nowMoney + drawingMoney;

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

3. 不安全的线程集合

package com.ssl.demo04;


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) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(2);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        //存在数据覆盖的情况 总数不到10000
        System.out.println(list.size());
    }
}