同步代码块、同步方法解决数据安全问题、线程安全的类及Lock锁

目录

​​一、同步代码块解决数据安全问题​​

​​二、同步方法解决数据安全问题​​

​​三、线程安全的类​​

​​四、Lock锁​​

一、同步代码块解决数据安全问题

安全问题出现的条件？

是多线程环境

有共享数据

有多条语句操作共享数据

如何解决多线程安全问题呢？

基本思想：让程序没有安全问题的环境

怎么实现呢？

把多条语句操作共享数据的代码该给锁起来，让任意时刻只能有一个线程执行即可

Java提供了同步代码块的方式解决

同步代码块格式：

synchronized(任意对象) { 
    多条语句操作共享数据的代码 
}

synchronized(任意对象)：就相当于给代码加锁了，任意对象就可以看出是一把锁

同步的好处和弊端：

● 好处：解决了多线程的数据安全问题

● 弊端：当线程很多时，因为每个线程都会去判断同步上的锁，这是很耗费资源的，无形中会降低程序的运行效率

代码演示：

public class SellTicket implements Runnable {
    private int tickets = 100;
    private Object obj = new Object();
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            //tickets = 100; 
            //t1,t2,t3 
            //假设t1抢到了CPU的执行权 
            //假设t2抢到了CPU的执行权 
            synchronized (obj) {
                //t1进来后，就会把这段代码给锁起来 
                if (tickets > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                        //t1休息100毫秒 
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    //窗口1正在出售第100张票
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售 
                            第" + tickets + "张票"); 
                            tickets--; //tickets = 99; 
                }
            }
            //t1出来了，这段代码的锁就被释放了 
        }
    }
}
public class SellTicketDemo {
    public static void main(String[] args) {
        SellTicket st = new SellTicket();

        Thread t1 = new Thread(st, "窗口1");
        Thread t2 = new Thread(st, "窗口2");
        Thread t3 = new Thread(st, "窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

二、同步方法解决数据安全问题

同步方法的格式：

同步方法：就是把synchronized关键字加到方法上

修饰符 synchonized 返回值类型 方法名(方法参数) { 方法体; }

注意：同步锁的对象时this

静态同步方法

同步静态方法：就是把synchronized关键字加到静态方法上

修饰符 static synchonized 返回值类型 方法名(方法参数) {
    方法体;
}

注意：同步静态方法的锁对象时类名.class

代码演示：

public class SellTicket implements Runnable {
    private static int tickets = 100;
    private int x = 0;

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            sellTicket()；
        }
    }

    // 同步方法 
    private synchronized void sellTicket() {
        if (tickets > 0) {
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" +
                    tickets + "张票");
            tickets--;
        }
    }

    // 静态同步方法 
    private static synchronized void sellTicket() {
        if (tickets > 0) {
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" +
                    tickets + "张票");
            tickets--;
        }
    }
}

public class SellTicketDemo {
    public static void main(String[] args) {
        SellTicket st = new SellTicket();
        Thread t1 = new Thread(st, "窗口1");
        Thread t2 = new Thread(st, "窗口2");
        Thread t3 = new Thread(st, "窗口3");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

三、线程安全的类

StringBuffffer

● 线程安全，可变的字符序列

● 从版本JDK 5开始，被StringBuilder 替代。 通常应该使用StringBuilder类，因为它支持所有相同的操作，但它更快，因为它不执行同步

Vector

● 从Java 2平台v1.2开始，该类改进了List接口，使其成为Java Collections Framework的成员。 与新的集合实现不同， Vector被同步。 如果不需要线程安全的实现，建议使用ArrayList代替Vector

Hashtable

● 该类实现了一个哈希表，它将键映射到值。 任何非null对象都可以用作键或者值

● 从Java 2平台v1.2开始，该类进行了改进，实现了Map接口，使其成为Java Collections Framework的成员。 与新的集合实现不同， Hashtable被同步。 如果不需要线程安全的实现，建议使用HashMap代替Hashtable

四、Lock锁

为了方便更加清晰表达如何加锁和释放锁，JDK5以后提供了一个锁对象Lock，由于是Lock是接口，所以实际使用它的实现类ReentrantLock类来实例化

ReentrantLock构造方法：

加锁解锁方法：

代码演示：

public class SellTicket implements Runnable {
    private int tickets = 100;
    private Lock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            try {
                lock.lock();
                if (tickets > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售 
                            第" + tickets + "张票"); 
                            tickets--;
                }
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }
    }
}
public class SellTicketDemo {
    public static void main(String[] args) {
        SellTicket st = new SellTicket();

        Thread t1 = new Thread(st, "窗口1");
        Thread t2 = new Thread(st, "窗口2");
        Thread t3 = new Thread(st, "窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}