Java-----多线程【同步方法 与 不安全案例转换为安全案例】

由于同一进程的多个线程共享一块存储空间，在带来方便的同时，也带来了访问冲突问题，为了保证数据在方法中被访问是的正确性，在访问时加入锁机制synchronized，当一个线程获得对象的排它锁，独占资源，其他线程必须等待，使用后释放锁即可。存在以下问题：

• 一个线程持有锁会导致其他所有需要此锁挂起；
• 在多线程竞争下，加锁，释放锁会导致比较多的上下文切换 和 调度延时，引起性能问题；
• 如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁 会导致优先级倒置，引起性能问题。

同步方法

• 由于我们可以通过private关键字来保证数据对象只能被方法访问，所以我们只需要针对方法提出一套机制，这套机制就是synchronized关键字，它包括两种用法：synchronized方法 和 synchronized块。

  同步方法：public synchronized void method(int args){}

  块：synchronized(this){}

• synchronized方法控制对”对象“的访问，每个对象对应一把锁，每个synchronized方法都必须获得调该方法的对象的锁才能执行，否则线程会阻塞，方法一旦执行，就独占该锁，直到该方法返回才释放锁，后面被阻塞的线程才能获取这个锁，继续执行。

  缺陷：若将一个大的方法申明为synchronized将会影响效率

同步方法弊端

• 方法里面需要修改的内容才需要锁，锁定太多，浪费资源

同步块

• 同步块：synchronized(Obj){}
• Obj 称之为 同步监视器
  • Obj 可以是任何对象，但是推荐使用共享资源作为同步监视器
  • 同步方法中无需指定同步监视器，因为同步方法的同步监视器就是this,就是这个对象本身，或者是class【反射中讲解】
• 同步监视器的执行过程
  1. 第一个线程访问，锁定同步监视器，执行其中代码。
  2. 第二个线程访问，发现同步监视器被锁定，无法访问。
  3. 第一个线程访问完毕，解锁同步监视器。
  4. 第二个线程访问，发现同步监视器没有锁，然后锁定并访问

不安全案例修改为安全案例

案例一：

public class UnsafeBuyTicket {

    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket b = new BuyTicket();

        new Thread(b,"老黄牛").start();
        new Thread(b,"网友").start();
        new Thread(b,"自己").start();
    }
}

class BuyTicket implements Runnable{
    // 票
    private int ticetNum = 10;

    // 外部停止方式
    boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        // 买票
        while (flag){
            buy();
        }
    }

    // synchronized 同步方法，锁的是this
    private synchronized void buy(){
        // 判断是否有票
        if(ticetNum<=0){
            flag = false;
            return;
        }

        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到"+ticetNum--);
    }
}

就这么简单

案例二：

// 两个人去银行账户，取钱
public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {

        // 账户
        Account account = new Account("项目基金",1001);

        Drawing you = new Drawing(account,50,"组长");
        Drawing my = new Drawing(account,80,"组员");

        you.start();
        my.start();
    }
}

class Account{
     String name;
     int money;

    public Account(String name, int yue) {
        this.name = name;
        this.money = yue;
    }
}

// 银行：模拟取钱
class Drawing extends Thread{
    Account account;// 账户
    // 取了多少钱
    int drawingMoney;
    // 现在手里有多少钱
    int nowMoney;

    public Drawing(Account account,int drawingMoney,String name){
        super(name);
        this.account = account;
        this.drawingMoney = drawingMoney;
    }

    // 取钱
    @Override
    public void run() {

        // synchronized默认锁的是this 就是它本身
        // synchronized块可以锁任何对象
        // 锁的对象就是变化的量，需要增删改的对象
        synchronized (account){
            // 判断有没有钱
            if (account.money-drawingMoney<0){
                System.out.println(this.getName()+"没钱了，取不了");
                return;
            }

            // sleep可以放大问题的发生性
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            // 卡内余额 = 余额 - 你取的钱
            account.money -= drawingMoney;

            // 你手里的钱
            nowMoney += drawingMoney;

            System.out.println(account.name+"余额为："+account.money);
            System.out.println(this.getName()+"手里的钱"+nowMoney);
        }
    }
}

为什么不把run方法锁了呢？那是因为synchronized默认锁的是this 就是本身，synchronized方法不能改变锁住的是谁,只能锁this。所以如果把run变成同步锁，就相当于把银行类锁了，你说人取钱你把银行锁了，那不白锁吗

案例三：

public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        for(int i = 0;i<10000;i++){
            new Thread(()->{
                synchronized (list){
                    list.add(Thread.currentThread().getName());
                }
            }).start();
        }

        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println(list.size());
    }
}

总结：

很简单，实际上就是把方法变成了同步方法或用同步块套住你变化的量。虽然解决了问题，但是如果是一个很大的方法变成了同步方法会降低效率，但变得安全了，毕竟鱼和熊掌不能兼得。

• 下面是《不安全案例》链接，看一看会对同步理解的更快
  Java-----多线程【并发与三大不安全案例】