synchronized在多线程中的应用

 

模仿火车售票系统，假设有4个售票点同时售票，我们可以把四个售票点定义为四个独立线程

public class TestA {

 public static void main(String[] args) {
  
  TestThread tt=new TestThread();
    new Thread(tt).start();        //每一个售票点定义为一个独立的线程，共同卖出所有的票
    new Thread(tt).start();
    new Thread(tt).start();
    new Thread(tt).start();
 }
}

class TestThread implements Runnable{
  int ticket=10;                 //票数定义
  public void run(){
 
   while(ticket>0){
 
      System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":ticket "+ticket+"is saling");
 
      ticket--;
      }
   }

}

运行结果为：

Thread-0:ticket 10is saling
Thread-0:ticket 9is saling
Thread-0:ticket 8is saling
Thread-0:ticket 7is saling
Thread-0:ticket 6is saling
Thread-0:ticket 5is saling
Thread-0:ticket 4is saling
Thread-0:ticket 3is saling
Thread-1:ticket 3is saling
Thread-2:ticket 3is saling
Thread-3:ticket 3is saling
Thread-1:ticket 2is saling
Thread-2:ticket 1is saling

我们可以看出来票３倍卖出了４次，很明显不正确，我们仔细观察程序，可以发现问题出在

while(ticket>0)
  {
   System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":ticket "+ticket+"is saling");

   ticket--;

  }　　

的执行当中，当线程０（模拟售票点１）执行System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":ticket "+ticket+"is saling");语句时（模拟售票点１卖出票３），这时，CPU切换到了线程１（售票点２）

而这时，售票点０卖出了票３，但是在剩余的票中没有及时将票３除去（即执行ticket--;语句），所以此时在线程１处，并不知道票３已经卖出，所以它又把票３卖出，同理，售票点２和３也重复地卖了票３，原因是我们无法确定CPU无法进行线程切换，如果我们可以把一段要执行的语句放到一个无法分开的块中，使CPU没有执行完这个块时无法去执行其他的块，我们就可以正确实现上述售票模拟了，这就是synchronized关键字的作用！！

我们把上述实现改动一下，并加入synchronized代码块

class TestThread implements Runnable{
  int ticket=10;                 //票数定义
  public void run(){
  
   while(ticket>0){
   
    synchronized(this){
     System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":ticket "+ticket+"is saling");
     ticket--;   
       }
    
    }
   }
}

这样售票问题就解决了, 为了更好的理解这个synchronized 我们再更改一下

class TestThread implements Runnable{
  int ticket=10;                 //票数定义
  public void run(){
  
   while(true){  
    sale();
    }   
   }
 
  public synchronized void sale() {    //synchronized方法
    if(ticket > 0)
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":ticket "+ticket--+"is saling");
  }
}

 这样的话我们就使用了 synchronized 修饰了方法.

好了我们总结一下吧

两种用法：synchronized 方法和 synchronized 块。
1. synchronized 方法：通过在方法声明中加入 synchronized关键字来声明 synchronized 方法。如上述例子所述。
synchronized 方法控制对类成员变量的访问：每个类实例对象对应一把锁，每个 synchronized 方法都必须获得调用该方法的类实例对象的锁方能执行，否则所属线程阻塞，方法一旦执行，就独占该锁，直到从该方法返回时才将锁释放，此后被阻塞的线程方能获得该锁，重新进入可执行状态。这种机制确保了同一时刻对于每一个类实例对象，其所有声明为 synchronized 的成员方法中至多只有一个处于可执行状态（因为至多只有一个能够获得该类实例对象对应的锁），从而有效避免了类成员变量的访问冲突（只要所有可能访问类成员变量的方法均被声明为 synchronized）。
在 Java 中，不光是类实例，每一个类也对应一把锁，这样我们也可将类的静态成员函数声明为 synchronized ，以控制其对类的静态成员变量的访问。
synchronized 方法的缺陷：若将一个大的方法声明为synchronized 将会大大影响效率，典型地，若将线程类的方法 run() 声明为 synchronized ，由于在线程的整个生命期内它一直在运行，因此将导致它对本类任何 synchronized 方法的调用都永远不会成功。当然我们可以通过将访问类成员变量的代码放到专门的方法中，将其声明为 synchronized ，并在主方法中调用（如上述例子中的sale()方法，在run()方法中来调用sale()方法）来解决这一问题，但是 Java 为我们提供了更好的解决办法，那就是 synchronized 块。
2. synchronized 块：通过 synchronized关键字来声明synchronized 块。语法如下：
synchronized(syncObject) {
//允许访问控制的代码
}
synchronized 块是这样一个代码块，其中的代码必须获得对象 syncObject （如前所述，可以是类实例或类，上述例子中我们定义了一个String类的对象）的锁方能执行，具体机制同前所述。由于可以针对任意代码块，且可任意指定上锁的对象，故灵活性较高。

附加说明:

      在CPU主频低的电脑上,不会有这样的问题,我的电脑是 １．５Ｇ      512Ｍ　演示不出，

　　在２．０Ｇ　１０２４Ｍ　可以出结果