Java 多线程初探索之模拟车站多窗口售票

欢迎各路大神批评指正

---------------------------------->分割线<---------------------------------

阅读之前，你应该了解：

1.java多线程的两种写法

2.线程变量

3.Java线程工作内存与主内存变量交换过程

思考：模拟一个车站多窗口售票程序，必须满足以下条件：（1）必须多个窗口进行售票（2）票不可多卖，比如有20张票，不能卖出21张

开始写一个售票程序：

public class Test {    public static void main(String[] args) {        for(int i = 1;i <= 10;i++){            new Thread(new MyThread("窗口"+i)).start();            System.out.println("线程"+i+"启动了");        }    }}class MyThread implements Runnable{    private String name;//当前售票窗口编号    private static final int total = 20;//总票数    public MyThread(String name) {        super();        this.name = name;    }    public MyThread(){        super();    }    @Override    public synchronized void run() {        for (int i = 1; i <= total; i++) {            System.out.println(this.name + "卖出了票" + current);            try {                Thread.sleep(1000);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }    }}

看起来似乎没什么毛病，执行一下：

这一看就有问题，为什么我用了同步，依旧是出问题了。肯定是同步用的不对，考虑到卖了哪张票应该是所有窗口都需要知道的，比如窗口1卖了编号为1的票，窗口2就应该知道1号票被卖出去了，针对这个问题，我们做一下改进：

public class Test {    public static void main(String[] args) {        for(int i = 1;i <= 10;i++){            new Thread(new MyThread("窗口"+i)).start();            System.out.println("线程"+i+"启动了");        }    }}class MyThread implements Runnable{    private String name;//售票窗口名称    private static final int total = 20;//总票数    private static int current = 1;//当前应该卖的票的编号    public MyThread(String name) {        super();        this.name = name;    }    public MyThread(){        super();    }    @Override    public synchronized void run() {        for (; current <= total; current++) {            System.out.println(this.name + "卖出了票" + current);            try {                Thread.sleep(1000);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }    }}

，执行一下：

我去，还是有问题，这错误到底是在哪？？？？？？？？？？

其实这个问题是同步出现了问题，在Test类的main函数中，我们启动的10个线程，每个线程都有一个MyThread类，在执行run方法的时候，每个线程都去获得自己MyThread类的锁，这个只要不出什么其他问题，都会获取到。这样10个线程相互独立，都获取自己线程内的锁，还有锁竞争吗？没有竞争还需要同步吗？很显然，问题出现在了10个线程竞争的不是同一个锁上面了，那么我们来改进这个问题，想办法让线程竞争同一个锁，于是：

public class Test {    public static void main(String[] args) {        for(int i = 1;i <= 10;i++){            new Thread(new MyThread("窗口"+i)).start();            System.out.println("线程"+i+"启动了");        }    }}class MyThread implements Runnable{    private String name;//售票窗口名称    private static final int total = 20;//总票数    private static int current = 1;//当前应该卖的票的编号    public static final String lock = "我是锁";//静态类，让线程竞争这个类的锁    //因为在内存中，MyThread.lock只有一个，所以竞争这个类的锁    public MyThread(String name) {        super();        this.name = name;    }    public MyThread(){        super();    }    @Override    public void run() {        while (current <= total) {            synchronized (MyThread.lock) {//1.售票的过程是原子的，不可分割的，                                          //2.多个线程会MyThread.lock这个类的锁，这次锁只有一个，会发生竞争                System.out.println(this.name + "卖出了票" + current);                try {                    Thread.sleep(1000);                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }                current++;            }        }    }}

执行：

这次看起来问题不大，可是：

这就很尴尬了，本来就20张票，愣生生的卖出去29张

鉴于这种卖超的问题，我们加个限制条件应该就可以了：

public class Test {    public static void main(String[] args) {        for(int i = 1;i <= 10;i++){            new Thread(new MyThread("窗口"+i)).start();            System.out.println("线程"+i+"启动了");        }    }}class MyThread implements Runnable{    private String name;//售票窗口名称    private static final int total = 20;//总票数    private static int current = 1;//当前应该卖的票的编号    public static final String lock = "我是锁";//静态类，让线程竞争这个类的锁    //因为在内存中，MyThread.lock只有一个，所以竞争这个类的锁    public MyThread(String name) {        super();        this.name = name;    }    public MyThread(){        super();    }    @Override    public void run() {        while (current <= total) {            synchronized (MyThread.lock) {//1.售票的过程是原子的，不可分割的，                                          //2.多个线程会MyThread.lock这个类的锁，这次锁只有一个，会发生竞争                if(current > total){                    System.out.println("票卖完了");                    break;                }                System.out.println(this.name + "卖出了票" + current);                try {                    Thread.sleep(1000);                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }                current++;            }        }    }}

执行：

看起来应该没啥问题了。思考下：刚才为什么会卖超？，我输出了一下卖超情况的票的编号，代码如下：

public class Test {    public static void main(String[] args) {        for(int i = 1;i <= 10;i++){            new Thread(new MyThread("窗口"+i)).start();            System.out.println("线程"+i+"启动了");        }    }}class MyThread implements Runnable{    private String name;//售票窗口名称    private static final int total = 20;//总票数    private static int current = 1;//当前应该卖的票的编号    public static final String lock = "我是锁";//静态类，让线程竞争这个类的锁    //因为在内存中，MyThread.lock只有一个，所以竞争这个类的锁    public MyThread(String name) {        super();        this.name = name;    }    public MyThread(){        super();    }    @Override    public void run() {        while (current <= total) {            synchronized (MyThread.lock) {//1.售票的过程是原子的，不可分割的，                                          //2.多个线程会MyThread.lock这个类的锁，这次锁只有一个，会发生竞争                if(current > total){                    System.out.println("票卖完了，当前票的编号为："+current);                    //break;                }                System.out.println(this.name + "卖出了票" + current);                try {                    Thread.sleep(1000);                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }                current++;            }        }    }}

执行：

很明显，除了卖出票20的那个窗口（线程），后面每个窗口（线程）都多卖票了，而且每个多卖一张。这是为什么？

猜想：

线程在执行到

这个地方的时候，current变量为线程私有变量，假设线程1执行到这里，它的线程内变量current（这个线程内的current是从内存中拷贝过来的）是20，符合条件，而另外一个线程，我们认为这个线程是线程2，它的变量current是19，因为线程1拿到了锁，线程2被阻塞，希望拿到锁。线程1继续执行，卖完票20之后，把current++，变为21并且释放锁的时候把current同步到内存，此时内存的current为21。线程2拿到了锁，开始执行卖票，因为current被线程1改成了21，所以，线程2 把票21卖出了，此时票卖超了。综上所述，线程实在while(current <= total)后开始竞争锁，因为判断的时候这个while(current <= total)是成立的，所以会执行进while的范围内，而在竞争锁的时候，其他窗口（线程）已经

把票卖完，而当前线程已经执行进了while，不会再判断，于是，票卖超了，我们加上if(current > total)这个判断，就是去掉在等待锁的过程中，其他窗口（线程）把票卖完的情况。

如有不妥之处，欢迎批评指正。