线程安全(买票案例)：加锁方式（synchronized、Lock锁）【同步代码块、同步方法】--学习JavaEE的day31上

day31上

线程安全 – 加锁

注意：要想多个线程互斥住，就必须使用同一把锁(对象)！！！

加锁方式

synchronized

Lock

synchronized

继day30的售票需求案例学习

学习思路：

1.使用线程类、任务类方式不同

2.加锁方式不同

3.对于加锁中同步代码块、同步方法不同

同步代码块：

synchronized(锁对象){//自动上锁

…想要互斥的代码…

}//自动解锁

见day30

同步方法

同步方法 – 成员同步方法：

注意：锁对象 -> this（原因：成员方法属于对象）

public synchronized void method(){//自动上锁

…想要互斥的代码…

}//自动解锁

同步方法 – 静态同步方法：

注意：锁对象 -> 类.class（原因：静态方法属于类）

public static synchronized void method(){//自动上锁

…想要互斥的代码…

}//自动解锁

Lock

补充： Doug Lea（道格·利）编写的util.concurrent包；个人开发线程安全

//锁对象

Lock lock = new ReentrantLock();

lock.lock();//手动上锁

…想要互斥的代码…

lock.unlock();//手动解锁

需求

铁道部发布了一个售票任务，要求销售1000张票，要求有3个窗口来进行销售，请编写多线程程序来模拟这个效果（该题涉及到线程安全，https://www.jb51.net/article/221008.htm）

i. 窗口001正在销售第1张票

ii. 窗口001正在销售第2张票

iii. 窗口002正在销售第3张票

iv. 。。。

v. 窗口002正在销售第1000张票

涉及到线程安全，要加锁

使用线程类解决需求

synchronized方式

使用同步代码块

继day30

使用同步方法

public class MyThread extends Thread{private static int allTicket = 1000;private static int curTicket = 0;public MyThread(String name) {super(name);}@Overridepublic void run() {while(curTicket < allTicket){method();}}//锁对象：MyThread.classpublic static synchronized void method(){if(curTicket < allTicket){curTicket++;System.out.println("窗口" + Thread.currentThread().getName() + "正在销售第" + curTicket + "张票");}if(curTicket >= allTicket){System.out.println("窗口" +  Thread.currentThread().getName() + "票已经售完");}}}public class Test01 {public static void main(String[] args) {MyThread t1 = new MyThread("001");MyThread t2 = new MyThread("002");MyThread t3 = new MyThread("003");t1.start();t2.start();t3.start();}
}

方法外面加锁，还是锁不住

原因：锁对象 -> this（原因：成员方法属于对象），new了三个对象，就有三把锁（对象）锁不住

解决：再把同步方法设置成静态变成一个锁（对象），就能锁锁上

Lock方式

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class MyThread extends Thread{private static int allTicket = 1000;private static int curTicket = 0;private static Lock lock = new ReentrantLock();public MyThread(String name) {super(name);}@Overridepublic void run() {while(curTicket < allTicket){lock.lock();//手动上锁try {if(curTicket < allTicket){curTicket++;System.out.println("窗口" + Thread.currentThread().getName() + "正在销售第" + curTicket + "张票");}if(curTicket >= allTicket){System.out.println("窗口" +  Thread.currentThread().getName() + "票已经售完");}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();//手动解锁}}}
}

run()中new了锁对象，添加了手动上锁和手动解锁，还是锁不住

原因：线程new了三个对象，都调用run方法就有三把锁（对象）锁不住

解决：把new的锁放在run方法外面，再把new的锁对象设置成静态变成一个锁（对象），就能锁锁上

注意

考虑到想要互斥的代码有可能出现异常，如果出现异常就解不了锁，锁就用不了，用trycatch处理（鼠标右键Surround With）保证能解锁，下一次线程使用

使用任务类解决需求

synchronized方式

使用同步代码块

public class Task implements Runnable{private int allTicket = 1000;private int curTicket = 0;@Overridepublic void run() {while(curTicket < allTicket){synchronized (this) {if(curTicket < allTicket){curTicket++;System.out.println("窗口" + Thread.currentThread().getName() + "正在销售第" + curTicket + "张票");}}}System.out.println("窗口" + Thread.currentThread().getName() + "票已售完");}}public class Test01 {public static void main(String[] args) {Task task = new Task();Thread t1 = new Thread(task, "001");Thread t2 = new Thread(task, "002");Thread t3 = new Thread(task, "003");t1.start();t2.start();t3.start();}
}

代码实现出现的问题

与day30中的不太一样，day30要求是不会出现脏数据，而现在是要保证锁对象用得好

问题一：

三个窗口各卖1000张票，一共卖了3000张

出现原因：三个线程抢到CPU资源后都会调用run方法，curTicket和allTicket都是run方法里的局部变量，所以会调用3次

解决思路：curTicket和allTicket设置为成员属性，三个线程共用同一个任务

注意：

设置成静态属性和成员属性的区别：设置成成员属性，对于”铁道部发布了一个售票任务“设置成静态没有问题，但考虑到多个售票任务，静态对象就不好，售票任务之间是不同的

问题二：

有些票没有卖，有些票卖了重票

出现原因：当前线程抢到CPU资源后做了票的自增，但是还没来得及输出，时间片到了就退出CPU资源，然后其他线程抢到CPU资源了

解决方案：当前线程抢到CPU资源后，票的自增和输出执行完毕才能切换到其他线程运行 – 加锁

注意：

对于锁对象，问题1提到静态的是不好的，所以使用非静态的

通常用this，原因是this表当前任务的对象，对于外部有多个任务时，就会针对不同任务相应互斥内容进行互斥

问题三：

多卖了票

出现原因：curTicket到了临界点（999），三个线程都可以进判断，然后上锁

解决方案：在锁中再次判断

注意：

1.对于两个判断为什么不写出if-else的原因：如果写出if-else，if正常执行不会再执行else，就会有一个售完票的窗口输出不了“窗口xxx票已售完”

2.对于也不写成双if判断，把售完的判断不加锁的原因：以前的代码是存在问题的，有可能正好最后一个票卖完解锁，下一次curTicket不小于allTicket就进不去了，也没办法执行判断卖完的输出

使用同步方法

使用成员属性的原因同上

public class Task implements Runnable{private int allTicket = 1000;private int curTicket = 0;@Overridepublic void run() {while(curTicket < allTicket){method();}System.out.println("窗口" + Thread.currentThread().getName() + "票已售完");}public synchronized void method(){if(curTicket < allTicket){curTicket++;System.out.println("窗口" + Thread.currentThread().getName() + "正在销售第" + curTicket + "张票");}}}