多线程同步问题

多线程安全问题

多线程安全问题为什么会出现：
因为程序在运行时，会出现一个线程在判断条件满足后，但没有运行代码。但是后一个线程也判断了条件，也具备了执行了资格，后一个线程运行了代码，但这时候线程运行的条件不满足了，便出现了安全问题。

多线程出现安全问题的原因：
当多条语句在操作同一线程共享数据时，一个线程对多条语句执行了一部分，还没有执行完，另一个线程参与进来，导致共享数据错误。

解决方法：
对多条操作共享数据的语句，只能让一个线程都执行完。在执行过程中，其他线程不参与执行。

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同步代码块

为了解决并发操作问题可能造成的异常，Java多线程支持引入了同步监视器来解决这个问题，即同步代码块。

synchronized(obj){
//同步代码块
}
obj就是同步监视器，它的含义是：线程开始执行同步代码块之前，必须先获得对同步监视器的锁定。任何时刻只能有一个线程可以获得对同步监视器的锁定，当同步代码块执行完成后，该线程会释放对改同步监视器的锁定。
通常推荐使用可能被并发访问的共享资源充当同步监视器

class Account {    //封装账户编号 账户余额两个成员变量    private String accountNo;    private double balance;    public Account(){}    public Account(String accountNo,double balance){        this.accountNo=accountNo;        this.balance=balance;    }    public String getAccountNo() {        return accountNo;    }    public void setAccountNo(String accountNo) {        this.accountNo = accountNo;    }    public double getBalance() {        return balance;    }    public void setBalance(double balance) {        this.balance = balance;    }    @Override    public int hashCode() {        return accountNo.hashCode();    }    @Override    public boolean equals(Object obj) {        if(this==obj){            return true;        }        if(obj!=null&&obj.getClass()==Account.class){            Account target=(Account)obj;            return target.getAccountNo().equals(accountNo);        }        return false;    }}class DrawThread extends Thread{    private Account account;    //所希望取得钱数    private double drawAmount;    public DrawThread(String name,Account account,double drawAmount){        super(name);        this.account=account;        this.drawAmount=drawAmount;    }    public void run(){        synchronized(account){            //使用并发访问的共享资源account作为同步监视器            if(account.getBalance()>=drawAmount){                System.out.println(this.getName()+"取钱成功，吐出钞票"+drawAmount);                try{                    Thread.sleep(1);                }catch(InterruptedException ex){                    ex.printStackTrace();                }                account.setBalance(account.getBalance()-drawAmount);                System.out.println("\t余额为："+account.getBalance());            }            else{                System.out.println(this.getName()+"取钱失败！越余额不足");            }        }        //同步代码块结束该线程释放该锁    }}public class DrawTest{    public static void main(String[] args) {        Account acct=new Account("123456",1000);        new DrawThread("甲",acct,800).start();        new DrawThread("乙",acct,800).start();    }}

上面同步代码块符合“加锁->修改->释放锁”的逻辑
隐式定义锁

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同步方法

同步方法就是使用synchronized关键字来修饰某个方法，则该方法称为同步方法。对于synchronized修饰的实例方法（非static）方法而言，无需显示指定同步监视器，同步方法的监视器是this,也就是调用该方法的对象。

class Account {    //封装账户编号 账户余额两个成员变量    private String accountNo;    private double balance;    public Account(){}    public Account(String accountNo,double balance){        this.accountNo=accountNo;        this.balance=balance;    }    public String getAccountNo() {        return accountNo;    }    public void setAccountNo(String accountNo) {        this.accountNo = accountNo;    }    public double getBalance() {        return balance;    }    public void setBalance(double balance) {        this.balance = balance;    }    public synchronized void draw(double drawAmount){        if(balance>=drawAmount){            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"取钱成功，吐出钞票"+drawAmount);            try{                Thread.sleep(1);            }catch(InterruptedException ex){                ex.printStackTrace();            }            balance-=drawAmount;            System.out.println("\t余额为："+balance);        }        else{            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"取钱失败！越余额不足");        }    }    @Override    public int hashCode() {        return accountNo.hashCode();    }    @Override    public boolean equals(Object obj) {        if(this==obj){            return true;        }        if(obj!=null&&obj.getClass()==Account.class){            Account target=(Account)obj;            return target.getAccountNo().equals(accountNo);        }        return false;    }}class DrawThread extends Thread{    private Account account;    //所希望取得钱数    private double drawAmount;    public DrawThread(String name,Account account,double drawAmount){        super(name);        this.account=account;        this.drawAmount=drawAmount;    }    public void run(){        account.draw(drawAmount);    }}public class DrawTest{    public static void main(String[] args) {        Account acct=new Account("123456",1000);        new DrawThread("甲",acct,800).start();        new DrawThread("乙",acct,800).start();    }}

隐式定义锁

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同步锁

从Java5开始，Java提供了一种功能更强大的线程同步机制——通过显式定义同步锁对象来实现同步，在这种机制下，同步锁由Lock对象充当。

Lock 对象提供了比synchronized方法和synchronized代码块更广泛的锁定操作，Lock是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。通常， 锁提供了对共享资源的独占访问，每次只能有一个线程对Lock对象加锁，线程开始访问共享资源之前应该先获得Lock对象。

> 在实现线程安全的控制中，比较常用的是ReentrantLock(可重入锁)。主要的代码格式如下：class X{    private final ReenrantLock lock=new ReenrantLock();    public void m(){        lock.lock();        try{            //需要保证线程安全的代码块        }        finally{            lock.unlock();        }    }}

在使用ReentranLock对象来进行同步时，可以把Account类修改为如下：

class Account {    private final ReentrantLock lock=new ReentrantLock();    //封装账户编号 账户余额两个成员变量    private String accountNo;    private double balance;    public Account(){}    public Account(String accountNo,double balance){        this.accountNo=accountNo;        this.balance=balance;    }    public String getAccountNo() {        return accountNo;    }    public void setAccountNo(String accountNo) {        this.accountNo = accountNo;    }    public double getBalance() {        return balance;    }    public void setBalance(double balance) {        this.balance = balance;    }    public void draw(double drawAmount){        lock.lock();        try{            if(balance>=drawAmount){                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"取钱成功，吐出钞票"+drawAmount);                try{                    Thread.sleep(1);                }catch(InterruptedException ex){                    ex.printStackTrace();                }                balance-=drawAmount;                System.out.println("\t余额为："+balance);            }            else{                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"取钱失败！越余额不足");            }        }        finally{            lock.unlock();        }    }    @Override    public int hashCode() {        return accountNo.hashCode();    }    @Override    public boolean equals(Object obj) {        if(this==obj){            return true;        }        if(obj!=null&&obj.getClass()==Account.class){            Account target=(Account)obj;            return target.getAccountNo().equals(accountNo);        }        return false;    }}