Java多线程同步执行并传参 java多线程并发同步

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码海无压 2024-06-15 20:05:14

文章标签 Java多线程同步执行并传参 Java多线程线程同步优先级 System 文章分类 Java 后端开发

线程同步，主要是应用在多个线程操作同一个资源。
并发：同一个对象被多个线程同时操作。

例子：

上万人同时抢100张票
一个账号在两个银行同时取钱

现实生活中，并发情况很常见。比如，食堂排队打饭，每个人都想吃饭，最天然的解决办法就是排队，一个个来。

处理多线程问题时，多个线程访问同一个对象，并且某些线程还想修改这个对象这时候我们就需要线程同步。线程同步其实就是一种等待机制，多个需要同时访问，此对象的线程进入这个对象的等待池形成队列，等待前面线程使用完毕，下一个线程再使用。

排队的形成条件：队列 + 锁

由于同一进程的多个线程共享同一块存储空间，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时的正确性，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。

虽然这样能解决线程安全，但是也会存在一些问题：

一个线程持有锁会导致其他所有需要此锁的线程挂起
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

案例

不安全的买票

多个人买10张票

public class BuyTicketsDemo {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTickets buyTickets = new BuyTickets();
        new Thread(buyTickets, "张三").start();
        new Thread(buyTickets, "李四").start();
        new Thread(buyTickets, "王五").start();
    }
}

class BuyTickets implements Runnable {
    // 票数
    private int tickeNum = 10;
    // 线程停止标志位
    boolean flag = true;

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

    private void buy() {
        // 判断是否有票
        if (tickeNum <= 0) {
            flag = false;
            return;
        }
        // 模拟延时
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        Thread currentThread = Thread.currentThread();
        System.out.println(String.format("%s 抢到了第 %d张票", currentThread.getName(), tickeNum--));
    }
}

Java多线程同步执行并传参 java多线程并发同步_Java多线程

执行之后，出现了两个线程安全问题：

票数出现了-1
当票只剩下一张的时候，三个人都看到了，都觉得可以拿到，这里有个概念：每个线程都有自己的工作内存。他们会把最后的1拿到自己的线程中去，每个人看到的都是1，于是第一个先买之后变成了0，第二个再去买就变成了了-1
多人抢到了同一张票

不安全的取钱

两个人用同一个账号，同时取钱

package thread.unsafety;

/**
 * @author whw
 * @date 2021/9/19
 */
public class BankDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Account account = new Account(1000, "张三");

        DrawMoney d1 = new DrawMoney(account, 500, "张三");
        DrawMoney d2 = new DrawMoney(account, 1000, "张三老婆");
        d1.start();
        d2.start();
    }
}

// 账户
class Account {
    // 余额
    int money;
    // 账号名
    String name;

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

// 取钱
class DrawMoney extends Thread {
    // 账户
    Account account;
    // 取出了多少钱
    int drawMoney;
    // 现在手里的钱
    int nowMoney;

    public DrawMoney(Account account, int drawMoney, String threadName) {
        super(threadName);
        this.account = account;
        this.drawMoney = drawMoney;
    }

    @Override
    public void run() {
        // 判断有没有钱
        if (account.money - drawMoney < 0) {
            System.out.println(String.format("【%s】取 %d，余额不足", this.getName(), drawMoney));
            return;
        }

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

        // 账户余额 = 余额 - 取的金额
        account.money -= drawMoney;
        // 手中的钱
        nowMoney += drawMoney;
        System.out.println(String.format("【%s】取 %d，账户余额：%d，手里有%d", this.getName(), drawMoney, account.money, nowMoney));
    }
}

Java多线程同步执行并传参 java多线程并发同步_Java多线程_02

张三和张三老婆都把钱取出来了，但是账户余额变成了负数，出现了线程安全问题。

不安全的集合

public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(() -> {
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

Java多线程同步执行并传参 java多线程并发同步_线程同步_03