java 同步锁（synchronized）

java中cpu分给每个线程的时间片是随机的并且在java中好多都是多个线程共用一个资源，比如火车卖票，火车票是一定的，但卖火车票的窗口到处都有，每个窗口就相当于一个线程，这么多的线程共用所有的火车票这个资源。如果在一个时间点上，两个线程同时使用这个资源，那他们取出的火车票是一样的（座位号一样），这样就会给乘客造成麻烦。比如下面程序：

package com.dr.runnable2;
class TicketSouce implements Runnable
{
//票的总数
private int ticket=10;
public void run()
{
for(int i=1;i<50;i++)
{
if(ticket>0)
{
//休眠1s秒中，为了使效果更明显，否则可能出不了效果
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"号窗口卖出"+this.ticket--+"号票");
}
}
}
}
public class Test {
public static void main(String args[])
{
TicketSouce mt=new TicketSouce();
//基于火车票创建三个窗口
new Thread(mt,"a").start();
new Thread(mt,"b").start();
new Thread(mt,"c").start();
}

}

程序的运行结果是：



我们可以看到a号窗口和和c号窗口都卖出了7号票，并且a号和c号窗口分别卖出了0号和-1号票。造成这种情况的原因是1、a线程和b线程在ticket=7的时候，a线程取出7号票以后，ticket还没来的及减1b线程就取出了ticket此时ticket还等于7；2、在ticket=1时，b线程取出了1号票，ticket还没来的及减1，a、c线程就先后进入了if判断语句，这时ticket减1了，那么当a、c线程取票的时候就取到了0号和-1号票。

出现了上述情况怎样改变呢，我们可以这样做：当一个线程要使用火车票这个资源时，我们就交给它一把锁，等它把事情做完后在把锁给另一个要用这个资源的线程。这样就不会出现上述情况。 实现这个锁的功能就需要用到synchronized这个关键字。

synchronized这个关键字有两种用法1、放方法名前形成同步方法；2、放在块前构成同步块。

1、使用同步方法将上面的例子该为：

package com.dr.runnable2;
class TicketSouce implements Runnable
{
//票的总数
private int ticket=10;
public void run()
{
for(int i=1;i<50;i++)
{
try {
//休眠1s秒中，为了使效果更明显，否则可能出不了效果
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
this.sale();
}
}
public synchronized void sale()
{
if(ticket>0)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"号窗口卖出"+this.ticket--+"号票");
}
}
}
public class Test {
public static void main(String args[])
{
TicketSouce mt=new TicketSouce();
//基于火车票创建三个窗口
new Thread(mt,"a").start();
new Thread(mt,"b").start();
new Thread(mt,"c").start();
}

}

程序的输出结果为：



2、使用同步块修改上面的例子：

package com.dr.runnable2;
class TicketSouce implements Runnable
{
//票的总数
private int ticket=10;
public void run()
{
for(int i=1;i<50;i++)
{
synchronized(this){
if(ticket>0)
{
//休眠1s秒中，为了使效果更明显，否则可能出不了效果
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"号窗口卖出"+this.ticket--+"号票");
}
}
}
}
}
public class Test {
public static void main(String args[])
{
TicketSouce mt=new TicketSouce();
//基于火车票创建三个窗口
new Thread(mt,"a").start();
new Thread(mt,"b").start();
new Thread(mt,"c").start();
}

}

程序的输出结果：



上面的情况是正确的，我在调试程序的时候把synchronized放错了位置导致了错误的结果，我们来看一下错误的原因：

程序1

package com.dr.runnable2;
class TicketSouce implements Runnable
{
//票的总数
private int ticket=10;
public void run()
{
for(int i=1;i<50;i++)
{
if(ticket>0)
synchronized(this){
//休眠1s秒中，为了使效果更明显，否则可能出不了效果
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"号窗口卖出"+this.ticket--+"号票");
}
}
}
}
public class Test {
public static void main(String args[])
{
TicketSouce mt=new TicketSouce();
//基于火车票创建三个窗口
new Thread(mt,"a").start();
new Thread(mt,"b").start();
new Thread(mt,"c").start();
}

}

程序1的运行结果：



程序1的输出结果竟然出了0号和-1号票，原因就是synchronized放错了位置，程序1将synchronized放在了if语句的后面，当b线程取出2好票以后，此时ticket=1，等下一次a、b、c线程来的时候，ticket=1>0就进入if语句体，这时cpu分给线程的时间片是先b在c后a这样就导致了上面的结果。

程序2：

package com.dr.runnable2;
class TicketSouce implements Runnable
{
//票的总数
private int ticket=10;
public void run()
{
synchronized(this){
for(int i=1;i<50;i++)
{
if(ticket>0)
{
//休眠1s秒中，为了使效果更明显，否则可能出不了效果
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"号窗口卖出"+this.ticket--+"号票");
}
}

}
}
}
public class Test {
public static void main(String args[])
{
TicketSouce mt=new TicketSouce();
//基于火车票创建三个窗口
new Thread(mt,"a").start();
new Thread(mt,"b").start();
new Thread(mt,"c").start();
}

}

程序2的输出结果：



程序2的输出结果看起来并没有什么错误，它没有输出0和-1号票，但是它没有实现多个窗口售票的功能，它只有一个窗口在售票，原因是我们把锁放错了位置。一旦cpu将时间片分给一个线程，那么这个窗口就必须把所有的票卖完。

鉴于以上两种错误程序导致的结果，笔者建议大家使用同步方法这种方法比较方便。

关于生产者和消费者的问题，请参看“模拟生产零件系统程序”。