java学习笔记 窗口售票问题 - 线程同步机制

问题描述：

创建3个窗口卖票，票数为100张。

使用继承Thread类的方式实现，存在线程安全问题，待解决：

class Window extends Thread{private static int ticket = 100;@Overridepublic void run() {while(true){if(ticket > 0){System.out.println(getName() + "：卖票，票号为：" + ticket);ticket--;}else{break;}}}
}public class WindowTest {public static void main(String[] args) {Window t1 = new Window();Window t2 = new Window();Window t3 = new Window();t1.setName("窗口1");t2.setName("窗口2");t3.setName("窗口3");t1.start();t2.start();t3.start();}
}

使用实现Runnable接口实现的方式，存在线程安全问题，待解决：

class Window1 implements Runnable{private int ticket = 100;@Overridepublic void run() {while(true){if(ticket > 0){System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为：" + ticket);ticket--;}else{break;}}}
}public class WindowTest1 {public static void main(String[] args) {Window1 w = new Window1();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();}}

出现问题：

* 1.问题：卖票过程中，出现了重票、错票 --> 出现了线程的安全问题
* 2.问题出现的原因：当某个线程操作车票的过程中，尚未操作完成时，其他线程参与进来，也操作车票。
* 3.如何解决：当一个线程a在操作ticket的时候，其他线程不能参与进来。直到线程a操作完ticket时，其他
*            线程才可以开始操作ticket。这种情况即使线程a出现了阻塞，也不能被改变。
* 4.在Java中，我们通过同步机制，来解决线程的安全问题。

*  方式一：同步代码块
*
*   synchronized(同步监视器){
*      //需要被同步的代码
*
*   }
*  说明：1.操作共享数据的代码，即为需要被同步的代码。  -->不能包含代码多了，也不能包含代码少了。
*       2.共享数据：多个线程共同操作的变量。比如：ticket就是共享数据。
*       3.同步监视器，俗称：锁。任何一个类的对象，都可以充当锁。
*          要求：多个线程必须要共用同一把锁。
*
*       补充：在实现Runnable接口创建多线程的方式中，我们可以考虑使用this充当同步监视器。*  方式二：同步方法。
*     如果操作共享数据的代码完整的声明在一个方法中，我们不妨将此方法声明同步的。
*
**  5.同步的方式，解决了线程的安全问题。---好处
*    操作同步代码时，只能有一个线程参与，其他线程等待。相当于是一个单线程的过程，效率低。 ---局限性

同步代码块（Runnable实现法）：

class Window1 implements Runnable{private int ticket = 100;
//    Object obj = new Object();
//    Dog dog = new Dog();@Overridepublic void run() {
//        Object obj = new Object();while(true){synchronized (this){//此时的this:唯一的Window1的对象   //方式二：synchronized (dog) {if (ticket > 0) {try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为：" + ticket);ticket--;} else {break;}}}}
}public class WindowTest1 {public static void main(String[] args) {Window1 w = new Window1();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();}}class Dog{}

同步代码块（Thread实现法）：

class Window2 extends Thread{private static int ticket = 100;private static Object obj = new Object();@Overridepublic void run() {while(true){//正确的
//            synchronized (obj){synchronized (Window2.class){//Class clazz = Window2.class,Window2.class只会加载一次//错误的方式：this代表着t1,t2,t3三个对象
//              synchronized (this){if(ticket > 0){try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(getName() + "：卖票，票号为：" + ticket);ticket--;}else{break;}}}}
}public class WindowTest2 {public static void main(String[] args) {Window2 t1 = new Window2();Window2 t2 = new Window2();Window2 t3 = new Window2();t1.setName("窗口1");t2.setName("窗口2");t3.setName("窗口3");t1.start();t2.start();t3.start();}
}

说明：在继承Thread类创建多线程的方式中，慎用this充当同步监视器，考虑使用当前类充当同步监视器。

同步方法（Runnable实现法）：

class Window3 implements Runnable {private int ticket = 100;@Overridepublic void run() {while (true) {show();}}private synchronized void show(){//同步监视器：this//synchronized (this){if (ticket > 0) {try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为：" + ticket);ticket--;}//}}
}public class WindowTest3 {public static void main(String[] args) {Window3 w = new Window3();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();}}

*  关于同步方法的总结：
*
*  1. 同步方法仍然涉及到同步监视器，只是不需要我们显式的声明。
*  2. 非静态的同步方法，同步监视器是：this
*     静态的同步方法，同步监视器是：当前类本身
*

同步方法（Thread实现）：

class Window4 extends Thread {private static int ticket = 100;@Overridepublic void run() {while (true) {show();}}private static synchronized void show(){//同步监视器：Window4.class//private synchronized void show(){ //同步监视器：t1,t2,t3。此种解决方式是错误的if (ticket > 0) {try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：卖票，票号为：" + ticket);ticket--;}}
}public class WindowTest4 {public static void main(String[] args) {Window4 t1 = new Window4();Window4 t2 = new Window4();Window4 t3 = new Window4();t1.setName("窗口1");t2.setName("窗口2");t3.setName("窗口3");t1.start();t2.start();t3.start();}
}

记得同步方法前加static！！！