【Java多线程】多线程的线程安全及同步（synchronized）用法

Q：什么是线程安全问题？

A：当多个线程同时共享同一个全局变量或静态变量，改变变量的数据时，可能会发生数据冲突问题，也就是线程安全问题。读取变量不会发生数据冲突。

Q：当有线程安全问题时，应该怎样处理？

A：把对全局变量或静态变量做修改的代码放入同步代码块，即synchronized(){}。

PS：synchronized 修饰方法使用锁是当前this锁。synchronized 修饰静态方法使用锁是当前类的字节码文件。

案例：售票系统，假设有两个窗口同时售票，使用多线程模拟售票。

SellTicket.java

public class SellTicket implements Runnable{
// 100张票
private int ticketCount = 100;

// 使用线程模拟售票窗口
@Override
public void run() {
// 死循环，窗口不停卖票
while (true) {
// 未在操作变量的代码加锁（同步）

// 如果票数为零，则跳出循环，结束线程（关闭窗口，停止售票）
if (ticketCount > 0) {
//					try {
//						Thread.sleep(0);
//					} catch (Exception e) {
//						e.printStackTrace();
//					}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",出售 第" + (100 - ticketCount + 1) + "张票.");
ticketCount--;
} else {
break;
}

}
}

public static void main(String[] args) {
// 单例，只有一个ticketCount
SellTicket st = new SellTicket();
// 创建两个线程并运行
Thread t1 = new Thread(st);
Thread t2 = new Thread(st);
t1.start();
t2.start();
}
}

运行结果片段

Thread-0,出售 第1张票.
Thread-0,出售 第2张票.
Thread-0,出售 第3张票.
Thread-0,出售 第4张票.
Thread-0,出售 第5张票.
Thread-1,出售 第1张票.
Thread-1,出售 第7张票.
Thread-1,出售 第8张票.
Thread-1,出售 第9张票.

Thread-1,出售 第98张票.
Thread-1,出售 第99张票.
Thread-1,出售 第100张票.
Thread-0,出售 第40张票.

可以看到线程0已经卖出了第1张票，可是线程1也卖出了第1张票，而最后线程1已经卖出了第100张票，线程0又卖出了第40张票。

让线程每卖出一张票睡眠100毫秒

// 如果票数为零，则跳出循环，结束线程（关闭窗口，停止售票）
if (ticketCount > 0) {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",出售 第" + (100 - ticketCount + 1) + "张票.");
ticketCount--;
} else {
break;
}

运行结果片段

Thread-1,出售 第99张票.
Thread-0,出售 第100张票.
Thread-1,出售 第101张票.

这次除了出现以上的情况，还卖出了第101张票。
这就是两个线程在同时操作一个变量，造成的线程安全问题。

怎么让线程安全？使用同步代码块（加锁）

SellTicket.java

public class SellTicket implements Runnable{
// 100张票
pri
4000
vate int ticketCount = 100;
// 同步代码块的锁
private Object obj = new Object();

// 使用线程模拟售票窗口
@Override
public void run() {
// 死循环，窗口不停卖票
while (true) {
// 在操作变量的代码加obj锁（同步），当某个线程开始运行里面代码时，会得到锁。
// 其他线程如果想运行同样代码，需等得到锁的代码运行完毕解锁后，再得到锁执行。
synchronized(obj) {
// 如果票数为零，则跳出循环，结束线程（关闭窗口，停止售票）
if (ticketCount > 0) {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",出售 第" + (100 - ticketCount + 1) + "张票.");
ticketCount--;
} else {
break;
}
}
}
}

public static void main(String[] args) {
// 单例，只有一个ticketCount
SellTicket st = new SellTicket();
// 创建两个线程并运行
Thread t1 = new Thread(st);
Thread t2 = new Thread(st);
t1.start();
t2.start();
}
}

运行结果片段

Thread-0,出售 第92张票.
Thread-0,出售 第93张票.
Thread-0,出售 第94张票.
Thread-0,出售 第95张票.
Thread-0,出售 第96张票.
Thread-0,出售 第97张票.
Thread-1,出售 第98张票.
Thread-1,出售 第99张票.
Thread-1,出售 第100张票.

同步后线程安全问题解决了。