一、概述
线程安全问题指的是，多个线程同时操作同一个共享资源的时候，可能会出现业务安全问题。
二、案例
下面通过一个取钱的案例给大家演示一下。
场景：小明和小红是一对夫妻，他们有一个共享账户，余额是10万元，小红和小明同时来取钱，并且2人各自都在取钱10万元，可能出现什么问题呢？
线程安全问题的代码演示
1、先定义一个共享的账户类。
public class Account {
private String cardId; // 卡号
private double money; // 余额。
public Account() {
}
public Account(String cardId, double money) {
this.cardId = cardId;
this.money = money;
}
// 小明 小红同时过来的
public void drawMoney(double money) {
// 先搞清楚是谁来取钱？
String name = Thread.currentThread().getName();
// 1、判断余额是否足够
if(this.money >= money){
System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功！");
this.money -= money;
System.out.println(name + "来取钱后，余额剩余：" + this.money);
}else {
System.out.println(name + "来取钱：余额不足~");
}
}
public String getCardId() {
return cardId;
}
public void setCardId(String cardId) {
this.cardId = cardId;
}
public double getMoney() {
return money;
}
public void setMoney(double money) {
this.money = money;
}
}2、再定义一个是取钱的线程类。
public class DrawThread extends Thread{
private Account acc;
public DrawThread(Account acc, String name){
super(name);
this.acc = acc;
}
@Override
public void run() {
// 取钱(小明，小红)
acc.drawMoney(100000);
}
}3、 最后，再写一个测试类，在测试类中创建两个线程对象。
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
// 1、创建一个账户对象，代表两个人的共享账户。
Account acc = new Account("ICBC-110", 100000);
// 2、创建两个线程，分别代表小明 小红，再去同一个账户对象中取钱10万。
new DrawThread(acc, "小明").start(); // 小明
new DrawThread(acc, "小红").start(); // 小红
}
}4、运行程序，执行效果如下。
你会发现两个人都取了10万块钱，余额为-10万了。
5、问题解析。
如下图所示，小明和小红假设都是一个线程，本类每个线程都应该执行完三步操作，才算是完成的取钱的操作。但是真实执行过程可能是下面这样子的。
① 小红线程只执行了判断余额是否足够（条件为true），然后CPU的执行权就被小红线程抢走了。
② 小红线程也执行了判断了余额是否足够（条件也是true）, 然后CPU执行权又被小明线程抢走了。
③ 小明线程由于刚才已经判断余额是否足够了，直接执行第2步，吐出了10万元钱，此时共享账户月为0。然后CPU执行权又被小红线程抢走。
④ 小红线程由于刚刚也已经判断余额是否足够了，直接执行第2步，吐出了10万元钱，此时共享账户月为-10万。
你会发现，在这个取钱案例中，两个人把共享账户的钱都取了10万，但问题是只有10万块钱啊！！！
以上取钱案例中的问题，就是线程安全问题的一种体现！
三、线程同步方案
为了解决前面的线程安全问题，我们可以使用线程同步思想。为了解决前面的线程安全问题，我们可以使用线程同步思想。同步最常见的方案就是加锁，意思是每次只允许一个线程加锁，加锁后才能进入访问，访问完毕后自动释放锁，然后其他线程才能再加锁进来。
等小红线程执行完了，把余额改为0，出去了就会释放锁。这时小明线程就可以加锁进来执行，如下图所示。
加锁的方案，就可以解决前面两个线程都取10万块钱的问题。怎么加锁呢？Java提供了三种方案。
1.同步代码块
2.同步方法
3.Lock锁
线程同步方案1：同步代码块
//帐户类
public class Account {
//目标：掌握使用线程同步方案1：同步代码块！！！
//卡号
private String cardId;
//余额
private double money;
public Account() {
}
public Account(String cardId, double money) {
this.cardId = cardId;
this.money = money;
}
/*锁对象：必须是一个唯一的对象（同一个地址）
synchronized(锁对象){
//...访问共享数据的代码...
}*/
//定义一个取钱的方法
//小明、小红同时过来取钱的
public void drawMoney(double money) {
//方式一：同步代码块
//0.类级别，极不推荐！！！！！因为整个银行都会生效了，小明取钱，银行其他所有用户都取不了钱了！！
//synchronized (Account.class)
//1.对象级别（Account的对象）
synchronized (this){
//先搞清楚是谁来取钱？
String name = Thread.currentThread().getName();
//1.判断余额是否足够
if (this.money >= money) {
System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功！");
this.money -= money;
System.out.println(name + "来取钱后，余额剩余：" + this.money);
} else {
System.out.println(name + "来取钱：余额不足~~");
}
}
}
public String getCardId() {
return cardId;
}
public void setCardId(String cardId) {
this.cardId = cardId;
}
public double getMoney() {
return money;
}
public void setMoney(double money) {
this.money = money;
}
}线程同步方案2：同步方法
//帐户类
public class Account {
//目标：掌握使用线程同步方案2：同步方法！！！
//卡号
private String cardId;
//余额
private double money;
public Account() {
}
public Account(String cardId, double money) {
this.cardId = cardId;
this.money = money;
}
//定义一个取钱的方法
//小明、小红同时过来取钱的
//方式二：同步方法
public synchronized void drawMoney(double money) {
//先搞清楚是谁来取钱？
String name = Thread.currentThread().getName();
//1.判断余额是否足够
if (this.money >= money) {
System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功！");
this.money -= money;
System.out.println(name + "来取钱后，余额剩余：" + this.money);
} else {
System.out.println(name + "来取钱：余额不足~~");
}
}
public String getCardId() {
return cardId;
}
public void setCardId(String cardId) {
this.cardId = cardId;
}
public double getMoney() {
return money;
}
public void setMoney(double money) {
this.money = money;
}
}线程同步方案3：Lock锁
//帐户类
public class Account {
//目标：掌握使用线程同步方案3：Lock锁！！！
//方式三：需要创建一个Lock接口的实现类对象（这个对象就是锁对象）
private final Lock lk = new ReentrantLock();
//卡号
private String cardId;
//余额
private double money;
public Account() {
}
public Account(String cardId, double money) {
this.cardId = cardId;
this.money = money;
}
//定义一个取钱的方法
//小明、小红同时过来取钱的
public void drawMoney(double money) {
//先搞清楚是谁来取钱？
String name = Thread.currentThread().getName();
try {
//加锁
lk.lock();
//1.判断余额是否足够
if (this.money >= money) {
System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功！");
this.money -= money;
System.out.println(name + "来取钱后，余额剩余：" + this.money);
} else {
System.out.println(name + "来取钱：余额不足~~");
}
} finally {
//解锁
lk.unlock();
}
}
public String getCardId() {
return cardId;
}
public void setCardId(String cardId) {
this.cardId = cardId;
}
public double getMoney() {
return money;
}
public void setMoney(double money) {
this.money = money;
}
}每个方案，其他类的重复代码
public class DrawThread extends Thread {
private Account acc;
public DrawThread(Account acc, String name) {
super(name);
this.acc = acc;
}
@Override
public void run() {
//取钱（小明、小红）
acc.drawMoney(100000);
}
}public class ThreadTest1 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
//1.创建一个账号对象，代表两个人的共享账户
Account acc = new Account("ICBC-110", 100000);
//2.创建两个线程，分别代表小明、小红，再去同一个账号对象中去取钱10万
//方式一：获取到DrawThread对象，再调用start()方法开启线程
DrawThread t1 = new DrawThread(acc, "小明");
t1.start(); //小明
DrawThread t2 = new DrawThread(acc, "小红");
t2.start(); //小红
}
}public class ThreadTest2 {
public static void main(String[] args) {
//1.创建一个账号对象，代表两个人的共享账户
Account acc = new Account("ICBC-110", 100000);
//2.创建两个线程，分别代表小明、小红，再去同一个账号对象中去取钱10万
//方式二：直接调用start()方法开启线程
new DrawThread(acc, "小明").start();
new DrawThread(acc, "小红").start();
}
}运行程序结果，观察是否还有线程安全问题。
到此，三种常用的解决线程安全问题的办法，我们就学习完了！
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