Java 多线程详解(三)------线程的同步

Java 多线程详解(一)------概念的引入:https://cloud.tencent.com/developer/article/1012542

Java 多线程详解(二)------如何创建进程和线程:https://cloud.tencent.com/developer/article/1012550

介绍完如何创建进程以及线程了,那么我们接着来看一个实例:

利用多线程模拟 3 个窗口卖票

第一种方法:继承 Thread 类

创建窗口类 TicketSell 

package com.ys.thread;

public class TicketSell extends Thread{
	//定义一共有 50 张票,注意声明为 static,表示几个窗口共享
	private static int num = 50;
	
	//调用父类构造方法,给线程命名
	public TicketSell(String string) {
		super(string);
	}
	@Override
	public void run() {
		//票分 50 次卖完
		for(int i = 0 ; i < 50 ;i ++){
			if(num > 0){
				try {
					sleep(10);//模拟卖票需要一定的时间
				} catch (InterruptedException e) {
					// 由于父类的 run()方法没有抛出任何异常,根据继承的原则,子类抛出的异常不能大于父类, 故我们这里也不能抛出异常
					e.printStackTrace();
				}
				System.out.println(this.currentThread().getName()+"卖出一张票,剩余"+(--num)+"张");
			}
		}
	}
	

}

  创建主线程测试:

package com.ys.thread;

public class TestTicket {

	public static void main(String[] args) {
		//创建 3 个窗口
		TicketSell t1 = new TicketSell("A窗口");
		TicketSell t2 = new TicketSell("B窗口");
		TicketSell t3 = new TicketSell("C窗口");
		
		//启动 3 个窗口进行买票
		t1.start();
		t2.start();
		t3.start();
	}
}

  结果:这里我们省略了一些,根据电脑配置,结果会随机出现不同

B窗口卖出一张票,剩余48张
A窗口卖出一张票,剩余47张
C窗口卖出一张票,剩余49张
C窗口卖出一张票,剩余46张
B窗口卖出一张票,剩余44张
A窗口卖出一张票,剩余45张
A窗口卖出一张票,剩余43张
...
C窗口卖出一张票,剩余5张
A窗口卖出一张票,剩余4张
B窗口卖出一张票,剩余3张
A窗口卖出一张票,剩余2张
C窗口卖出一张票,剩余3张
B窗口卖出一张票,剩余1张
C窗口卖出一张票,剩余0张
A窗口卖出一张票,剩余-1张

第二种方法:实现 Runnable 接口

  创建窗口类 TicketSellRunnable

package com.ys.thread;

public class TicketSellRunnable implements Runnable{

	//定义一共有 50 张票,继承机制开启线程,资源是共享的,所以不用加 static
	private int num = 50;
	
	@Override
	public void run() {
		//票分 50 次卖完
		for(int i = 0 ; i < 50 ;i ++){
			if(num > 0){
				try {
					//模拟卖一次票所需时间
					Thread.sleep(10);
				} catch (InterruptedException e) {
					e.printStackTrace();
				}
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出一张票,剩余"+(--num)+"张");
			}
		}
	}

}

  创建主线程测试:

package com.ys.thread;

public class TicketSellRunnableTest {
	public static void main(String[] args) {
		TicketSellRunnable t = new TicketSellRunnable();
		
		Thread t1 = new Thread(t,"A窗口");
		Thread t2 = new Thread(t,"B窗口");
		Thread t3 = new Thread(t,"C窗口");
		
		t1.start();
		t2.start();
		t3.start();
	}

}

  结果:同理为了篇幅我们也省略了中间的一些结果

B窗口卖出一张票,剩余49张
C窗口卖出一张票,剩余48张
A窗口卖出一张票,剩余49张
B窗口卖出一张票,剩余47张
A窗口卖出一张票,剩余45张
......
A窗口卖出一张票,剩余4张
C窗口卖出一张票,剩余5张
A窗口卖出一张票,剩余3张
B窗口卖出一张票,剩余2张
C窗口卖出一张票,剩余1张
B窗口卖出一张票,剩余0张
A窗口卖出一张票,剩余-2张
C窗口卖出一张票,剩余-1张

结果分析:这里出现了票数为 负数的情况,这在现实生活中肯定是不存在的,那么为什么会出现这样的情况呢?

解决办法分析:即我们不能同时让超过两个以上的线程进入到 if(num>0)的代码块中,不然就会出现上述的错误。我们可以通过以下三个办法来解决:

1、使用 同步代码块

2、使用 同步方法

3、使用 锁机制

①、使用同步代码块

语法:
synchronized (同步锁) {
    //需要同步操作的代码          
}

同步锁:为了保证每个线程都能正常的执行原子操作,Java 线程引进了同步机制;同步锁也叫同步监听对象、同步监听器、互斥锁;
Java程序运行使用的任何对象都可以作为同步监听对象,但是一般我们把当前并发访问的共同资源作为同步监听对象

注意:同步锁一定要保证是确定的,不能相对于线程是变化的对象;任何时候,最多允许一个线程拿到同步锁,谁拿到锁谁进入代码块,而其他的线程只能在外面等着

  实例:

public void run() {
		//票分 50 次卖完
		for(int i = 0 ; i < 50 ;i ++){
			//这里我们使用当前对象的字节码对象作为同步锁
			synchronized (this.getClass()) {
				if(num > 0){
					try {
						//模拟卖一次票所需时间
						Thread.sleep(10);
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出一张票,剩余"+(--num)+"张");
				}
			}
			
		}
	}

2、使用 同步方法

语法:即用  synchronized  关键字修饰方法

@Override
	public void run() {
		//票分 50 次卖完
		for(int i = 0 ; i < 50 ;i ++){
			sell();
			
		}
	}
	private synchronized void sell(){
		if(num > 0){
			try {
				//模拟卖一次票所需时间
				Thread.sleep(10);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出一张票,剩余"+(--num)+"张");
		}
	}

注意:不能直接用 synchronized 来修饰 run() 方法,因为如果这样做,那么就会总是第一个线程进入其中,而这个线程执行完所有操作,即卖完所有票了才会出来。

3、使用 锁机制

public interface Lock

  主要方法:

  常用实现类:

public class ReentrantLock
extends Object
implements Lock, Serializable//一个可重入互斥Lock具有与使用synchronized方法和语句访问的隐式监视锁相同的基本行为和语义,但具有扩展功能。

  例子:

package com.ys.thread;

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class TicketSellRunnable implements Runnable{

	//定义一共有 50 张票,继承机制开启线程,资源是共享的,所以不用加 static
	private int num = 50;
	//创建一个锁对象
	Lock l = new ReentrantLock();
	
	@Override
	public void run() {
		//票分 50 次卖完
		for(int i = 0 ; i < 50 ;i ++){
			//获取锁
			l.lock();
			try {
				if(num > 0){
				//模拟卖一次票所需时间
				Thread.sleep(10);
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出一张票,剩余"+(--num)+"张");
				}
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}finally{
				//释放锁
				l.unlock();
			}
			
			
		}
	}
	private void sell(){
		
	}

}

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