Java之线程的详细解析二

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2.线程同步

2.1卖票【应用】

  • 案例需求
    某电影院目前正在上映国产大片，共有100张票，而它有3个窗口卖票，请设计一个程序模拟该电影院卖票
  • 实现步骤
  • 定义一个类SellTicket实现Runnable接口，里面定义一个成员变量：private int tickets = 100;
  • 在SellTicket类中重写run()方法实现卖票，代码步骤如下
  • 判断票数大于0，就卖票，并告知是哪个窗口卖的
  • 卖了票之后，总票数要减1
  • 票卖没了，线程停止
  • 定义一个测试类SellTicketDemo，里面有main方法，代码步骤如下
  • 创建SellTicket类的对象
  • 创建三个Thread类的对象，把SellTicket对象作为构造方法的参数，并给出对应的窗口名称
  • 启动线程
  • 代码实现
public class SellTicket implements Runnable {
    private int tickets = 100;
    //在SellTicket类中重写run()方法实现卖票，代码步骤如下
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            if(ticket

2.2卖票案例的问题【理解】

  • 卖票出现了问题
  • 相同的票出现了多次
  • 出现了负数的票
  • 问题产生原因
    线程执行的随机性导致的,可能在卖票过程中丢失cpu的执行权,导致出现问题

2.3同步代码块解决数据安全问题【应用】

  • 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来解决
  • 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，任意对象就可以看成是一把锁

  • 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) {
            synchronized (obj) { // 对可能有安全问题的代码加锁,多个线程必须使用同一把锁
                //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();
    }
}

2.4同步方法解决数据安全问题【应用】

  • 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 synchronized 返回值类型 方法名(方法参数) { 
    方法体；
}

同步方法的锁对象是什么呢?

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 synchronized 返回值类型 方法名(方法参数) { 
    方法体；
}

同步静态方法的锁对象是什么呢?

类名.class

  • 代码演示
public class MyRunnable implements Runnable {
    private static int ticketCount = 100;

    @Override
    public void run() {
        while(true){
            if("窗口一".equals(Thread.currentThread().getName())){
                //同步方法
                boolean result = synchronizedMthod();
                if(result){
                    break;
                }
            }

            if("窗口二".equals(Thread.currentThread().getName())){
                //同步代码块
                synchronized (MyRunnable.class){
                    if(ticketCount == 0){
                       break;
                    }else{
                        try {
                            Thread.sleep(10);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                       服务器托管网 ticketCount--;
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在卖票,还剩下" + ticketCount + "张票");
                    }
                }
            }

        }
    }

    private static synchronized boolean synchronizedMthod() {
        if(ticketCount == 0){
            return true;
        }else{
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            ticketCount-服务器托管网-;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在卖票,还剩下" + ticketCount + "张票");
            return false;
        }
    }
}
public class Demo { public static void main(String[] args) { MyRunnable mr = new MyRunnable();

      Thread t1 = new Thread(mr);
      Thread t2 = new Thread(mr);

      t1.setName("窗口一");
      t2.setName("窗口二");

      t1.start();
      t2.start();
  }
}
### 2.5Lock锁【应用】

虽然我们可以理解同步代码块和同步方法的锁对象问题，但是我们并没有直接看到在哪里加上了锁，在哪里释放了锁，为了更清晰的表达如何加锁和释放锁，JDK5以后提供了一个新的锁对象Lock

Lock是接口不能直接实例化，这里采用它的实现类ReentrantLock来实例化

- ReentrantLock构造方法

  | 方法名             | 说明                   |
  | --------------- | -------------------- |
  | ReentrantLock() | 创建一个ReentrantLock的实例 |

- 加锁解锁方法

  | 方法名           | 说明   |
  | ------------- | ---- |
  | void lock()   | 获得锁  |
  | void unlock() | 释放锁  |

- 代码演示

  ```java
public class Ticket implements Runnable {
      //票的数量
      private int ticket = 100;
      private Object obj = new Object();
      private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

      @Override
      public void run() {
          while (true) {
              //synchronized (obj){//多个线程必须使用同一把锁.
              try {
                  lock.lock();
                  if (ticket

2.6死锁【理解】

  • 概述
    线程死锁是指由于两个或者多个线程互相持有对方所需要的资源，导致这些线程处于等待状态，无法前往执行
  • 什么情况下会产生死锁
  1. 资源有限
  2. 同步嵌套
  • 代码演示
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Object objA = new Object();
        Object objB = new Object();

        new Thread(()->{
            while(true){
                synchronized (objA){
                    //线程一
                    synchronized (objB){
                        System.out.println("小康同学正在走路");
                    }
                }
            }
        }).start();

        new Thread(()->{
            while(true){
                synchronized (objB){
                    //线程二
                    synchronized (objA){
                        System.out.println("小薇同学正在走路");
                    }
                }
            }
        }).start();
    }
}

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