Java多线程安全问题的解决方式

java

当多条语句在操作同一个线程共享数据时,一个线程对多条语句只执行了一部分,还没有执行完,另一个线程参与进来执行。导致共享数据的错

示例

class Window implements Runnable{

private int ticket = 10;

@Override

public void run() {

while (true){

if (ticket > 0){

try {

Thread.sleep(100);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖票,票号:"+ticket);

ticket--;

}else {

break;

}

}

}

}

public class TicketDemo {

public static void main(String[] args) {

Window w = new Window();

Thread t1 = new Thread(w);

Thread t2 = new Thread(w);

Thread t3 = new Thread(w);

t1.setName("窗口1");

t2.setName("窗口2");

t3.setName("窗口3");

t1.start();

t2.start();

t3.start();

}

}

在这个示例中,三个窗口代表三个线程同时出售10张票,运行结果中却出现了错票,有0和-1的票号。这就是一个线程在操作共享数据的过程中,其他线程也参与了运算,导致线程安全问题的产生。

解决办法

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,其他线程不可以参与执行。
Java对于多线程的安全问题提供了专业的解决方式:同步机制
同步锁机制就是是当资源被一个任务使用时,在其上加锁。第一个访问某项资源的任务必须锁定这项资源,使其他任务在其被解锁之前,无法访问它,而在其被解锁之时,另一个任务就可以锁定并使用它。

1.同步代码块

synchronized (对象){ 

// 需要被同步的代码;

}

 示例

class Window implements Runnable{

private int ticket = 10;

@Override

public void run() {

while (true){

synchronized(this){

if (ticket > 0){

try {

Thread.sleep(100);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖票,票号:"+ticket);

ticket--;

}else {

break;

}

}

}

}

}

public class TicketDemo {

public static void main(String[] args) {

Window w = new Window();

Thread t1 = new Thread(w);

Thread t2 = new Thread(w);

Thread t3 = new Thread(w);

t1.setName("窗口1");

t2.setName("窗口2");

t3.setName("窗口3");

t1.start();

t2.start();

t3.start();

}

}

同步代码块中的锁可以自己指定,很多时候指定为this或类名.class。任何对象都可以作为同步锁,所有对象都自动含有单一的锁(监视器)。
例如使用实现Runnable接口的方式实现多线程,由于多个线程共用一个对象,此时同步锁可以是任意对象。若是使用继承Thread的方式实现多线程,由于多个线程间不是同一个对象,此时只能使用类名.class或者静态对象。总而言之必须确保使用同一个资源的多个线程共用一把锁,这个非常重要,否则就无法保证共享资源的安全。

2. 同步方法

public synchronized void show (String name){

}

 示例

class Window extends Thread{

private static int ticket = 10;

private static Object obj = new Object();

@Override

public void run() {

while (ticket != 0){

sell();

}

}

private static synchronized void sell(){

if (ticket > 0){

try {

Thread.sleep(100);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖票,票号:"+ticket);

ticket--;

}

}

}

public class TicketDemo {

public static void main(String[] args) {

Window w1 = new Window();

Window w2 = new Window();

Window w3 = new Window();

w1.setName("窗口1");

w2.setName("窗口2");

w3.setName("窗口3");

w1.start();

w2.start();

w3.start();

}

}

  • 同步方法的锁:静态方法(类名.class)、非静态方法(this)
  • 一个线程类中的所有静态方法共用同一把锁(类名.class),所有非静态方法共用同一把锁(this)

3. Lock(锁)

从JDK 5.0开始,Java提供了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。同步锁使用Lock对象充当。
java.util.concurrent.locks.Lock接口是控制多个线程对共享资源进行访问的 工具。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先获得Lock对象。
ReentrantLock类实现了 Lock ,它拥有与synchronized 相同的并发性和内存语义,在实现线程安全的控制中,比较常用的是ReentrantLock,可以显式加锁、释放锁。

class A{

private final ReentrantLock lock = new ReenTrantLock();

public void m(){

lock.lock();

try{

//保证线程安全的代码;

}

finally{

lock.unlock();

}

}

}

 示例

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

class Window implements Runnable{

private int ticket = 10;

//1.实例化ReentrantLock

private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

@Override

public void run() {

while (true){

try {

//2.调用锁定方法lock()

lock.lock();

if(ticket > 0){

try {

Thread.sleep(100);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖票,票号:"+ticket);

ticket--;

}else {

break;

}

} finally {

//3.调用解锁方法:unlock()

lock.unlock();

}

}

}

}

public class LockTest {

public static void main(String[] args) {

Window w = new Window();

Thread t1 = new Thread(w);

Thread t2 = new Thread(w);

Thread t3 = new Thread(w);

t1.setName("窗口1");

t2.setName("窗口2");

t3.setName("窗口3");

t1.start();

t2.start();

t3.start();

}

}


Lock是显式锁(手动开启和关闭锁,别忘记关闭锁),synchronized是隐式锁,出了作用域自动释放。使用Lock锁,JVM将花费较少的时间来调度线程,性能更好。并且具有更好的扩展性(提供更多的子类)

原文出处:

姜贞羽1, Java多线程安全问题的解决方式, https://blog.csdn.net/weixin_43868299/article/details/109039619?utm_medium=distribute.pc_category.none-task-blog-hot-4.nonecase&depth_1-utm_source=distribute.pc_category.none-task-blog-hot-4.nonecase&request_id=

以上是 Java多线程安全问题的解决方式 的全部内容, 来源链接: utcz.com/z/393186.html

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