java基础知识回顾之java Thread类学习（二）--java多线程安全问题（锁）

上一节售票系统中我们发现，打印出了错票，0，-1，出现了多线程安全问题。我们分析为什么会发生多线程安全问题？

看下面线程的主要代码：

@Override
    public void run() {
        // TODO Auto-generated method stub

        while(true){
                if(ticket > 0){//当线程0被调起的时候，当执行到这条判断语句的时候，线程1被调起抢了CPU资源，线程0进入冻结状态。
                    try {
                        Thread.sleep(100);//中断当前活跃的线程，或者执行的线程
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在卖票"+ticket--);
                    //System.out.println(Thread.currentThread().getId());
                    //System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                }

        }
    }

分析：当100张票卖到剩余最后1张的时候，也就是ticket=1的时候，有三个线程Thread-0，Thread-1，Thread-2，这时候，Thread-0进入if（ticket > 0）这个条件具备了执行资格，但不具备执行权。正在这个时候，CPU切换到了Thread-1，Thread-1也进入了if（ticket > 0）这个条件下面，CPU又切换到了Thread-2，Thread-2又进入阻塞状态。这个时候三个线程都通过了if（ticket > 0）判断，都要往下执行了，这个时候CPU的资源被Thread-0第一个线程抢到，执行ticket=1，ticket--，那么第一个线程执行完打印出ticket=1，CPU被Thread-2抢到，打印出ticket=0，同理线程3执行完打印出ticket=-1，这就出现了线程安全的问题。

通过上面的分析大家知道了多线程安全产生的原因：当多条语句（if(ticket>0)和ticket--）在操作同一个线程的共享数据的时候（这里共享数据为ticket=100），一个线程执行了多条语句的一部分，还没有执行完，另一个线程抢到CPU资源，执行。导致数据共享错误。那么怎么解决呢？

解决办法：当多条语句在操作共享数据时，只能让一个线程执行完，在执行的过程中，其它线程不可以参与执行。java对于多线程安全问题，提供了专业的解决方法，那就是锁。

synchronized(对象){
         需要被同步的代码
 }

这个“对象”被称为锁，持有锁的线程可以在同步代码块中执行，没有持有锁的线程即使获取到CPU的执行权，也进不去，因为没有获取锁。
 * 火车上的卫生间-经典“

火车售票的问题的解决：代码如下：

public class TicketsRunnable implements Runnable {
    private int ticket=100;
    Object obj = new Object();//对象锁，共同步代码块使用
    public TicketsRunnable(){
        System.out.println("*****************************");
    }
    @Override
    public void run() {
        // TODO Auto-generated method stub

        while(true){
            synchronized(obj){  //同步代码块
                if(ticket > 0){//当线程0被调起的时候，当执行到这条判断语句的时候，线程1被调起抢了CPU资源，线程0进入冻结状态。
                    try {
                        Thread.sleep(100);//中断当前活跃的线程，或者执行的线程
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在卖票"+ticket--);
                    //System.out.println(Thread.currentThread().getId());
                    //System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                }
            }

        }
    }

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        TicketsRunnable runna = new TicketsRunnable();
        Thread t1 = new Thread(runna);
        Thread t2 = new Thread(runna);
        Thread t3 = new Thread(runna);
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }

}

通过测试，不会出现错票的问题。

分析代码:当火车票剩余1张的时候，这个时候假设Thread-0获取到了CPU的执行权，并且持有对象锁，进入if条件，打印出买票1。ticket--，这个时候即使其他的线程获取到CPU的执行资格，但是设Thread-0的锁还没有释放，其他的线程拿不到锁，这样就进入不了if条件，那么只要等Thread-0执行完，Thread-0执行完后，ticket=0，其他线程即使拿到锁，因为if(ticket > 0)不能进入，所以执行不了。整个程序结束，卖票终止。

总结：通过程序可以知道：同步的前提是：1.必须要有两个或者两个以上的线程，才需要同步。

                                                          2.必须是多个线程使用同一个锁。

                                                          3.要分析哪段代码需要加同步，必须保证同步中只能有一个线程在运行。

同步锁的好处与弊端：1.好处，解决了多线程操作同意资源安全性问题。

                              2.弊端：多个线程每次都需要判断锁，较为消耗资源

            

这里举个例子讲解，同步synchronized在什么地方加，以及同步的前提：

* 1.必须要有两个以上的线程，才需要同步。
 * 2.必须是多个线程使用同一个锁。
 * 3.必须保证同步中只能有一个线程在运行，锁加在哪一块代码

那么我们要思考的地方有：1.知道我们写的哪些是多线程代码

2.明确共享数据

3.明确多线程运行的代码中哪些语句是操作共享数据的。、

　　　　　　　　　　　　4.要确保多个线程使用同一个锁。

下面的代码：需求：两个存户分别往银行存钱，每次村100块，分三次存完。

 第一种写法：使用同步代码块的方式

class bank{
    private int sum;
    Object obj = new Object();//对象锁
    public  void add(int money){
        synchronized (obj) {
            sum +=money;
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("sum="+sum);
        }

    }

}

第二种方法在函数上加synchronized：

class bank{
    private int sum;
    //函数封装代码（加synchronized）==同步块封装代码
    public synchronized void add(int money){
        sum +=money;
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("sum="+sum);
    }

}

class Cus implements Runnable{
    private bank b = new bank();

    @Override
    public void run() {
        for(int i=0;i<3;i++){
            //System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            b.add(100);
        }
    }
}

public class BankDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Cus c1 = new Cus();
        Thread t1 = new Thread(c1);
        Thread t2 = new Thread(c1);
        t1.start();
        t2.start();

    }

}

总结：同步应该加到add方法上面，因为add方法被run方法调用，所以是线程代码，这里的sum是共享数据，add方法 里面 sum +=money;操作共享数据。这里用了在普通方法上面加syncronized代替同步代码块，这也叫做同步函数。那么同步函数用的锁是什么？我们下一节再接着讨论，多线程同步函数。