java多线程之火车售票系统模拟

1.前言

为了学习多线程共享与通信，我们模拟一个火车售票系统，假设有10张火车票，三个窗口（也就是三个线程）同时进行售票。

2.非同步代码

package com.tl.skyLine.thread;

/**
* Created by tl on 17/3/6.
*/
public class SellTicket {

public static void main(String[] args) {
TicketWindow tw = new TicketWindow();
Thread t1 = new Thread(tw, "一号窗口");
Thread t2 = new Thread(tw, "二号窗口");
Thread t3 = new Thread(tw, "三号窗口");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}

class TicketWindow implements Runnable {
private int tickets = 10;

@Override
public void run() {
while (true) {
if (tickets > 0) {
System.out.println("还剩余票:" + tickets + "张");
tickets--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖出一张火车票,还剩" + tickets + "张");
} else {
System.out.println("余票不足,暂停出售!");
//                wait，notify和notifyAll只能在同步控制方法或者同步控制块里面使用，而sleep可以在任何地方使用
try {
Thread.sleep(1000 * 60 * 5);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}

打印结果：

还剩余票:10张
还剩余票:10张
还剩余票:10张
二号窗口卖出一张火车票,还剩7张
还剩余票:7张
三号窗口卖出一张火车票,还剩8张
一号窗口卖出一张火车票,还剩9张
还剩余票:6张
还剩余票:6张
二号窗口卖出一张火车票,还剩6张
还剩余票:4张
三号窗口卖出一张火车票,还剩4张
还剩余票:3张
一号窗口卖出一张火车票,还剩5张
三号窗口卖出一张火车票,还剩2张
还剩余票:2张
三号窗口卖出一张火车票,还剩1张
还剩余票:1张
三号窗口卖出一张火车票,还剩0张
余票不足,暂停出售!
二号窗口卖出一张火车票,还剩3张
余票不足,暂停出售!
还剩余票:2张
一号窗口卖出一张火车票,还剩-1张
余票不足,暂停出售!

上面结果，可以清楚地看到，由于三个线程可以同时访问一个任务，也就是售票任务，会出现火车票还剩-1张这种不合实际的问题，之所以出现是因为假设在某一瞬间，tickets为1时，tickets > 0为true，A线程运行到tickets--这一行代码，此时还没有减去1，同时另外一个线程B刚好运行到tickets > 0这一行代码，判断成功，开始执行卖票，此时A线程减去一张票，tickets=0，然后B线程又减去一张，则剩-1张。所以此时需要用到同步锁synchronized。保证某一时刻只能有一个线程执行售票功能。

3.同步代码

package com.tl.skyLine.thread;

/**
* Created by tl on 17/3/6.
*/
public class SellTicket {

public static void main(String[] args) {
TicketWindow tw = new TicketWindow();
Thread t1 = new Thread(tw, "一号窗口");
Thread t2 = new Thread(tw, "二号窗口");
Thread t3 = new Thread(tw, "三号窗口");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}

class TicketWindow implements Runnable {
private int tickets = 10;

@Override
public synchronized void run() {
while (true) {
if (tickets > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备出票,还剩余票:" + tickets + "张");
tickets--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖出一张火车票,还剩" + tickets + "张");
} else {
System.out.println("余票不足,暂停出售!");
//                wait，notify和notifyAll只能在同步控制方法或者同步控制块里面使用，而sleep可以在任何地方使用
try {
Thread.sleep(1000 * 60 * 5);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}

等同于：

class TicketWindow implements Runnable {
private int tickets = 10;

@Override
public void run() {
while (true) {
synchronized (this) {
if (tickets > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备出票,还剩余票:" + tickets + "张");
tickets--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖出一张火车票,还剩" + tickets + "张");
} else {
System.out.println("余票不足,暂停出售!");
//                wait，notify和notifyAll只能在同步控制方法或者同步控制块里面使用，而sleep可以在任何地方使用
try {
Thread.sleep(1000 * 60 * 5);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
}

结果：

一号窗口准备出票,还剩余票:10张
一号窗口卖出一张火车票,还剩9张
一号窗口准备出票,还剩余票:9张
一号窗口卖出一张火车票,还剩8张
一号窗口准备出票,还剩余票:8张
一号窗口卖出一张火车票,还剩7张
一号窗口准备出票,还剩余票:7张
一号窗口卖出一张火车票,还剩6张
一号窗口准备出票,还剩余票:6张
一号窗口卖出一张火车票,还剩5张
一号窗口准备出票,还剩余票:5张
一号窗口卖出一张火车票,还剩4张
一号窗口准备出票,还剩余票:4张
一号窗口卖出一张火车票,还剩3张
一号窗口准备出票,还剩余票:3张
一号窗口卖出一张火车票,还剩2张
一号窗口准备出票,还剩余票:2张
一号窗口卖出一张火车票,还剩1张
一号窗口准备出票,还剩余票:1张
一号窗口卖出一张火车票,还剩0张
余票不足,暂停出售!

synchronized：

synchronized是Java中的关键字，是一种同步锁。它修饰的对象有以下几种：

1. 修饰一个代码块，被修饰的代码块称为同步语句块，其作用的范围是大括号{}括起来的代码，作用的对象是调用这个代码块的对象；

2. 修饰一个方法，被修饰的方法称为同步方法，其作用的范围是整个方法，作用的对象是调用这个方法的对象；

3. 修改一个静态的方法，其作用的范围是整个静态方法，作用的对象是这个类的所有对象；

4. 修改一个类，其作用的范围是synchronized后面括号括起来的部分，作用主的对象是这个类的所有对象。