文章目录
- 一、 线程安全问题概述
- 二、线程安全问题的demo演示
- 三、线程同步方案
- 四、线程同步代码块
- 五、同步方法
- 六、Lock锁
- 七、附录—多线程常用方法
在实际开发过程中，使用线程时最重要的一个问题非线程安全问题莫属。这篇博客会带你由浅入深的初步了解该问题！
一、 线程安全问题概述
线程安全问题指的是，多个线程同时操作同一个共享资源的时候，可能会出现业务安全问题。
下面通过一个取钱的案例演示一下。案例需求如下：
场景：杨过和小龙女是一对夫妻，他们有一个共享账户，余额是10万元，杨过和小龙女同时来取钱，并且2人各自都在取钱10万元，可能出现什么问题呢？
杨过和小龙女假设都是一个线程，本来每个线程都应该执行完三步操作，才算是完成的取钱的操作。但是真实执行过程可能是下面这样子的
① 杨过线程只执行了判断余额是否足够（条件为true），然后CPU的执行权就被小龙女线程抢走了。
② 小龙女线程也执行了判断了余额是否足够（条件也是true）, 然后CPU执行权又被杨过线程抢走了。
③ 杨过线程由于刚才已经判断余额是否足够了，直接执行第2步，吐出了10万元钱，此时共享账户月为0。然后CPU执行权又被小龙女线程抢走。
④ 小龙女线程由于刚刚也已经判断余额是否足够了，直接执行第2步，吐出了10万元钱，此时共享账户月为-10万。
你会发现，在这个取钱案例中，两个人把共享账户的钱都取了10万，但问题是只有10万块钱啊！！！
以上取钱案例中的问题，就是线程安全问题的一种体现。
二、线程安全问题的demo演示
先定义一个共享的账户类
public class Account {
private String cardId; // 卡号
private double money; // 余额。
public Account() {
}
public Account(String cardId, double money) {
this.cardId = cardId;
this.money = money;
}
// 杨过 小龙女同时过来的
public void drawMoney(double money) {
// 先搞清楚是谁来取钱？
String name = Thread.currentThread().getName();
// 1、判断余额是否足够
if(this.money >= money){
System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功！");
this.money -= money;
System.out.println(name + "来取钱后，余额剩余：" + this.money);
}else {
System.out.println(name + "来取钱：余额不足~");
}
}
public String getCardId() {
return cardId;
}
public void setCardId(String cardId) {
this.cardId = cardId;
}
public double getMoney() {
return money;
}
public void setMoney(double money) {
this.money = money;
}
}
在定义一个是取钱的线程类
public class DrawThread extends Thread{
private Account acc;
public DrawThread(Account acc, String name){
super(name);
this.acc = acc;
}
@Override
public void run() {
// 取钱
acc.drawMoney(100000);
}
}
最后，再写一个测试类，在测试类中创建两个线程对象
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
// 1、创建一个账户对象，代表两个人的共享账户。
Account acc = new Account("ICBC-110", 100000);
// 2、创建两个线程，分别代表杨过 小龙女，再去同一个账户对象中取钱10万。
new DrawThread(acc, "杨过").start(); // 小明
new DrawThread(acc, "小龙女").start(); // 小红
}
}
运行程序，执行效果如下。你会发现两个人都取了10万块钱，余额为-10完了。
三、线程同步方案
为了解决前面的线程安全问题，我们可以使用线程同步思想。同步最常见的方案就是加锁，意思是每次只允许一个线程加锁，加锁后才能进入访问，访问完毕后自动释放锁，然后其他线程才能再加锁进来。
采用加锁的方案，就可以解决前面两个线程都取10万块钱的问题。怎么加锁呢？Java提供了三种方案
- 1.同步代码块
- 2.同步方法
- 3.Lock锁
四、线程同步代码块
同步代码块它的作用就是把访问共享数据的代码锁起来，以此保证线程安全。
//锁对象：必须是一个唯一的对象（同一个地址）
synchronized(锁对象){
//...访问共享数据的代码...
}
使用同步代码块，来解决前面代码里面的线程安全问题。我们只需要修改DrawThread类中的代码即可。
// 杨过 小龙女线程同时过来的
public void drawMoney(double money) {
// 先搞清楚是谁来取钱？
String name = Thread.currentThread().getName();
// 1、判断余额是否足够
// this正好代表共享资源！
synchronized (this) {
if(this.money >= money){
System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功！");
this.money -= money;
System.out.println(name + "来取钱后，余额剩余：" + this.money);
}else {
System.out.println(name + "来取钱：余额不足~");
}
}
}
此时再运行测试类，观察是否会出现不合理的情况。
最后关于锁对象如何选择的问题提醒如下：
1.建议把共享资源作为锁对象, 不要将随便无关的对象当做锁对象
2.对于实例方法，建议使用this作为锁对象
3.对于静态方法，建议把类的字节码(类名.class)当做锁对象
五、同步方法
其实同步方法，就是把整个方法给锁住，一个线程调用这个方法，另一个线程调用的时候就执行不了，只有等上一个线程调用结束，下一个线程调用才能继续执行。
// 同步方法
public synchronized void drawMoney(double money) {
// 先搞清楚是谁来取钱？
String name = Thread.currentThread().getName();
// 1、判断余额是否足够
if(this.money >= money){
System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功！");
this.money -= money;
System.out.println(name + "来取钱后，余额剩余：" + this.money);
}else {
System.out.println(name + "来取钱：余额不足~");
}
}
同步方法也是有锁对象，只不过这个锁对象没有显示的写出来而已。
1.对于实例方法，锁对象其实是this（也就是方法的调用者）
2.对于静态方法，锁对象时类的字节码对象（类名.class）
最终，总结一下同步代码块和同步方法有什么区别？
1.不存在哪个好与不好，只是一个锁住的范围大，一个范围小
2.同步方法是将方法中所有的代码锁住
3.同步代码块是将方法中的部分代码锁住
六、Lock锁
Lock锁是JDK5版本专门提供的一种锁对象，通过这个锁对象的方法来达到加锁，和释放锁的目的，使用起来更加灵活。格式如下
1.首先在成员变量位子，需要创建一个Lock接口的实现类对象（这个对象就是锁对象）
private final Lock lk = new ReentrantLock();
2.在需要上锁的地方加入下面的代码
lk.lock(); // 加锁
//...中间是被锁住的代码...
lk.unlock(); // 解锁
使用Lock锁改写前面DrawThread中取钱的方法，代码如下
// 创建了一个锁对象
private final Lock lk = new ReentrantLock();
public void drawMoney(double money) {
// 先搞清楚是谁来取钱？
String name = Thread.currentThread().getName();
try {
lk.lock(); // 加锁
// 1、判断余额是否足够
if(this.money >= money){
System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功！");
this.money -= money;
System.out.println(name + "来取钱后，余额剩余：" + this.money);
}else {
System.out.println(name + "来取钱：余额不足~");
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lk.unlock(); // 解锁
}
}
}
七、附录—多线程常用方法
