Java基础_通过模拟售票情景解决线程不安全问题
用代码来模拟铁路售票系统，实现通过四个售票点发售某日某次列车的100张车票，一个售票点用一个线程表示
第一种方法：通过继承Thread类的方法创建线程
package com.Gary1;
public class TicketThread extends Thread{
//设置有100张票
private static int count = 100;
public TicketThread(String name) {
super(name);
}
@Override
public void run() {
while(true) {
//当票大于0张的时候卖票
if(count>0) {
System.out.println(getName() + "卖出第" + count + "卖票");
count--;
}else {
break;
}
}
}
}
TicketThread.java
package com.Gary1;
public class GaryTest {
public static void main(String[] args) {
TicketThread t1 = new TicketThread("售票点1");
TicketThread t2 = new TicketThread("售票点2");
TicketThread t3 = new TicketThread("售票点3");
TicketThread t4 = new TicketThread("售票点4");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}
GaryTest.java
可以看出，当把count设置成static之后，线程同步时还是会造成count票的数量不安全
第二种方法：通过实现Runnable接口(实时共享数据，不需将count设置成静态)
package com.Gary1;
public class TicketRunnable implements Runnable{
//设置有100张票 count不需要设置成static
private int count = 100;
public void run() {
while(true) {
//当票大于0张的时候卖票
if(count>0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖出第" + count + "卖票");
count--;
}else {
break;
}
}
}
}
TicketRunnable.java
package com.Gary1;
public class GaryTest {
public static void main(String[] args) {
TicketRunnable t = new TicketRunnable();
Thread t1 = new Thread(t,"售票点1");
Thread t2 = new Thread(t,"售票点1");
Thread t3 = new Thread(t,"售票点1");
Thread t4 = new Thread(t,"售票点1");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}
GaryTest.java
发现此时不管用继承Thread类或者实现Runnable接口，都无法保证线程中变量的安全！！！
(多个线程同时要修改一个变量的时候，引起冲突)
解决线程不安全方法
a)线程安全问题解决
synchronized(对象){}//锁住某个对象，如果这个对象已经被锁定，那么等待。
public void run() {
while(true) {
synchronized(lock) {//第一个线程来的时候会锁上，并拿走钥匙，第二个线程来的时候，发现被锁上，等待
//当票大于0张的时候卖票
if(count>0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖出第" + count + "卖票");
count--;
}else {
break;
}
}//执行完，归还钥匙
}
}
package com.Gary1;
public class TicketRunnable implements Runnable{
//设置有100张票 count不需要设置成static
private int count = 100;
private Object lock = new Object();
public void run() {
while(true) {
synchronized(lock) {//第一个线程来的时候会锁上，并拿走钥匙，第二个线程来的时候，发现被锁上，等待
//当票大于0张的时候卖票
if(count>0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖出第" + count + "卖票");
count--;
}else {
break;
}
}//执行完，归还钥匙
}
}
}
TicketRunnable.java
通过继承Thread类解决线程不安全方法
package com.Gary1;
public class TicketThread extends Thread{
//设置有100张票
private static int count = 100;
private static Object lock = new Object();
public TicketThread(String name) {
super(name);
}
@Override
public void run() {
synchronized(lock){
while(true) {
//当票大于0张的时候卖票
if(count>0) {
System.out.println(getName() + "卖出第" + count + "卖票");
count--;
}else {
break;
}
}
}
}
}
TicketThread.java
优化，使用Thread.sleep()解决抢占式优先问题，避免同一个售票点一直抢占着线程的CPU
package com.Gary1;
public class TicketRunnable implements Runnable{
//设置有100张票 count不需要设置成static
private int count = 100;
private Object lock = new Object();
public void run() {
while(true) {
synchronized(lock) {//第一个线程来的时候会锁上，并拿走钥匙，第二个线程来的时候，发现被锁上，等待
//当票大于0张的时候卖票
if(count>0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖出第" + count + "卖票");
count--;
}else {
break;
}
}//执行完，归还钥匙
try {
Thread.sleep(100);
}catch(InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
TicketRunnable.java
b)出现线程安全问题的地方，要锁同一个对象（可以是当前对象，也可以单独创建一个对象）
c)锁住某个对象，如果这个对象已经被锁定，那么停止当前线程的执行，一直等待，一直等到对象被解锁。
（保证同一个时间，只有一个线程在使用这个对象，）
d)创建同步方法
同步方法锁的是哪个对象呢？锁定的是当前对象this
public synchronized void sellTicket() {
//synchronized(lock) {//第一个线程来的时候会锁上，并拿走钥匙，第二个线程来的时候，发现被锁上，等待
//当票大于0张的时候卖票
if(count>0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖出第" + count + "卖票");
count--;
}
}//执行完，归还钥匙
package com.Gary1;
public class TicketRunnable implements Runnable{
//设置有100张票 count不需要设置成static
private int count = 100;
private Object lock = new Object();
public void run() {
while(count>0) {
sellTicket();
try {
Thread.sleep(100);
}catch(InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public synchronized void sellTicket() {
//synchronized(lock) {//第一个线程来的时候会锁上，并拿走钥匙，第二个线程来的时候，发现被锁上，等待
//当票大于0张的时候卖票
if(count>0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖出第" + count + "卖票");
count--;
}
}//执行完，归还钥匙
}
TicketRunnable.java
题外话：因为StringBuffer类下的方法append()添加字符串被加了synchronized锁，所以线程安全！！！同理可查看Vector集合和ArrayList集合下的add()方法，可以发现Vector集合下的add()方法线程安全，ArrayList集合下的add()方法线程不安全。
线程安全的类
安全： StringBuffer Vector
不安全：StringBuilder ArrayList
@Override
public synchronized StringBuffer append(String str) {
toStringCache = null;
super.append(str);
return this;
}
同步锁的第二种使用方式
a)创建锁对象 ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
b)加锁和解锁使用tryfinally、lock.lock()、lock.unlock()
lock.lock(); //加锁
try {
if(count>0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖出第" + count + "卖票");
count--;
}
}finally {
//不管上边代码时不时出现异常，都能保证解锁
lock.unlock(); //解锁
}
package com.Gary1;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class TicketRunnable implements Runnable{
//设置有100张票 count不需要设置成static
private int count = 100;
private ReentrantLock lock= new ReentrantLock();
public void run() {
while(count>0) {
lock.lock(); //加锁
try {
if(count>0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖出第" + count + "卖票");
count--;
}
}finally {
//不管上边代码时不时出现异常，都能保证解锁
lock.unlock(); //解锁
}
try {
Thread.sleep(100);
}catch(InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
TicketRunnable.java
买票问题升级（两种卖票方式，一种通过电影院窗口，一种通过手机App）
主要目的：保证两种方式使用的是同一把锁
package com.Gary1; //管理不同方式，单都是卖同一种资源
public class TicketMng { //表示票的剩余数量
public static int count = 100; }
TicketMng.java
package com.Gary1;
public class AppThread implements Runnable{
//保证使用同一个lock锁
public AppThread(Object lock) {
this.lock = lock;
}
private Object lock;
@Override
public void run() {
while(TicketMng.count>0) {
synchronized(lock) {
if(TicketMng.count>0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"售出第"+TicketMng.count+"票");
TicketMng.count--;
}
}
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
}
AppThread.java
package com.Gary1;
public class WindowThread implements Runnable{
//保证使用同一个lock锁
public WindowThread(Object lock) {
this.lock = lock;
}
private Object lock;
@Override
public void run() {
while(TicketMng.count>0) {
synchronized(lock) {
if(TicketMng.count>0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"售出第"+TicketMng.count+"票");
TicketMng.count--;
}
}
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
}
WindowThread.java
package com.Gary1;
public class GaryTest2 {
public static void main(String[] args) {
//windowThread和appThread共用同意一把锁
Object lock = new Object();
WindowThread windowThread = new WindowThread(lock);
AppThread appThread = new AppThread(lock);
new Thread(windowThread,"窗口").start();
new Thread(appThread,"手机APP").start();
}
}
GaryTest2.java
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