27_线程安全操作及其案例

01线程操作共享数据的安全问题

*A:线程操作共享数据的安全问题 如果有多个线程在同时运行，而这些线程可能会同时运行这段代码。 
   程序每次运行结果和单线程运行的结果是一样的，而且其他的变量的值也和预期的是一样的，就是线程安全的。

02售票的案例

*A:售票的案例 
/* 
* 多线程并发访问同一个数据资源 
* 3个线程,对一个票资源,出售 
*/ 

public class ThreadDemo { 

public static void main(String[] args) { 

//创建Runnable接口实现类对象 
　　Tickets t = new Tickets(); 

//创建3个Thread类对象,传递Runnable接口实现类 
　　Thread t0 = new Thread(t); 
　　Thread t1 = new Thread(t); 
　　Thread t2 = new Thread(t);

    t0.start();
    t1.start();
    t2.start();
    
  }
 }
​
 public class Tickets implements Runnable{
  
  //定义出售的票源
  private int ticket = 100;
  private Object obj = new Object();
  
  public void run(){
    while(true){
   
        if( ticket > 0){
          
          System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 出售第 "+ticket--);
        }
      
    }
  }
 }

03线程安全问题引发

*A:线程安全问题引发 

/* 
* 多线程并发访问同一个数据资源 
* 3个线程,对一个票资源,出售 
*/ 

public class ThreadDemo { 

public static void main(String[] args) { 

//创建Runnable接口实现类对象 
　　Tickets t = new Tickets(); 

//创建3个Thread类对象,传递Runnable接口实现类 
　　Thread t0 = new Thread(t); 
　　Thread t1 = new Thread(t); 
　　Thread t2 = new Thread(t);

   t0.start();
   t1.start();
   t2.start();
   
 }
}
/*
 *  通过线程休眠,出现安全问题
 */
public class Tickets implements Runnable{
 
 //定义出售的票源
 private int ticket = 100;
 private Object obj = new Object();
 
 public void run(){
   while(true){
 
     //对票数判断,大于0,可以出售,变量--操作
       if( ticket > 0){
         try{
            Thread.sleep(10); //加了休眠让其他线程有执行机会
         }catch(Exception ex){}
         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 出售第 "+ticket--);
       }
   }
 }
}

04同步代码块解决线程安全问题

*A:同步代码块解决线程安全问题 *A:售票的案例 

/* 
* 多线程并发访问同一个数据资源 
* 3个线程,对一个票资源,出售 
*/ 

public class ThreadDemo { 

public static void main(String[] args) { 

//创建Runnable接口实现类对象 
　　Tickets t = new Tickets(); 

//创建3个Thread类对象,传递Runnable接口实现类 
　　Thread t0 = new Thread(t);
　　Thread t1 = new Thread(t); 
　　Thread t2 = new Thread(t);


         t0.start();
         t1.start();
         t2.start();
         
       }
      }
      /*
       *  通过线程休眠,出现安全问题
       *  解决安全问题,Java程序,提供技术,同步技术
       *  公式:
       *    synchronized(任意对象){
       *      线程要操作的共享数据
       *    }
       *    同步代码块
       */
      public class Tickets implements Runnable{
       
       //定义出售的票源
       private int ticket = 100;
       private Object obj = new Object();
       
       public void run(){
         while(true){
           //线程共享数据,保证安全,加入同步代码块
           synchronized(obj){
           //对票数判断,大于0,可以出售,变量--操作
             if( ticket > 0){
               try{
                  Thread.sleep(10);
               }catch(Exception ex){}
               System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 出售第 "+ticket--);
             }
           }
         }
       }
      }

05同步代码块的执行原理

A:同步代码块的执行原理 同步代码块: 在代码块声明上 加上synchronized synchronized (锁对象) { 
可能会产生线程安全问题的代码 } 同步代码块中的锁对象可以是任意的对象；但多个线程时，要使用同一个锁对象才能够保证线程安全。

06同步的上厕所原理

*A:同步的上厕所原理 
　　a:不使用同步:线程在执行的过程中会被打扰 线程比喻成人 线程执行代码就是上一个厕所 第一个人正在上厕所,上到一半,被另外一个人拉出来 
　　b:使用同步: 线程比喻成人 线程执行代码就是上一个厕所 锁比喻成厕所门 第一个人上厕所,会锁门 第二个人上厕所,看到门锁上了,等待第一个人上完再去上厕所

07同步方法

*A:同步方法: 
/*多线程并发访问同一个数据资源3个线程,对一个票资源,出售*/ 
public class ThreadDemo {

public static void main(String[] args) {
  //创建Runnable接口实现类对象
  Tickets t = new Tickets();
  //创建3个Thread类对象,传递Runnable接口实现类
  Thread t0 = new Thread(t);
  Thread t1 = new Thread(t);
  Thread t2 = new Thread(t);
  
  t0.start();
  t1.start();
  t2.start();
  
}
}
*A:同步方法 
/* 
* 采用同步方法形式,解决线程的安全问题 
* 好处: 代码简洁 * 将线程共享数据,和同步,抽取到一个方法中 
* 在方法的声明上,加入同步关键字 
* 
* 问题: * 同步方法有锁吗,肯定有,同步方法中的对象锁,是本类对象引用 this 
* 如果方法是静态的呢,同步有锁吗,绝对不是this * 锁是本类自己.class 属性 
* 静态方法,同步锁,是本类类名.class属性 
*/ 

public class Tickets implements Runnable{

  //定义出售的票源
  private  int ticket = 100;
  
  public void run(){
    while(true){
      payTicket();
    }
  }
  
  public  synchronized void payTicket(){  
      if( ticket > 0){
        try{
           Thread.sleep(10);
        }catch(Exception ex){}
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 出售第 "+ticket--);
      }
    
  }
 }

08JDK1.5新特性Lock接口

*A:JDK1.5新特性Lock接口 查阅API，查阅Lock接口描述，Lock 实现提供了比使用 synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作。 
 Lock接口中的常用方法 void lock() void unlock() Lock提供了一个更加面对对象的锁，在该锁中提供了更多的操作锁的功能。 
我们使用Lock接口,以及其中的lock()方法和unlock()方法替代同步，对电影院卖票案例中Ticket

09Lock接口改进售票案例

*A:Lock接口改进售票案例 

/* 
* 多线程并发访问同一个数据资源 
* 3个线程,对一个票资源,出售 
*/ 

public class ThreadDemo { 

public static void main(String[] args) { 

//创建Runnable接口实现类对象 Tickets t = new Tickets(); 

//创建3个Thread类对象,传递Runnable接口实现类 
　　　　Thread t0 = new Thread(t); 
　　　　Thread t1 = new Thread(t); 
　　　　Thread t2 = new Thread(t);

      t0.start();
      t1.start();
      t2.start();
      
    }
  }
  /*
   *  使用JDK1.5 的接口Lock,替换同步代码块,实现线程的安全性
   *  Lock接口方法:
   *     lock() 获取锁
   *     unlock()释放锁
   *  实现类ReentrantLock
   */
  public class Tickets implements Runnable{
    
    //定义出售的票源
    private int ticket = 100;
    //在类的成员位置,创建Lock接口的实现类对象
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    
    public void run(){
      while(true){
        //调用Lock接口方法lock获取锁
          lock.lock();
        //对票数判断,大于0,可以出售,变量--操作
          if( ticket > 0){
            try{
               Thread.sleep(10);
               System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 出售第 "+ticket--);
            }catch(Exception ex){
              
            }finally{
              //释放锁,调用Lock接口方法unlock
              lock.unlock();
            }
          }
      }
    }
  }

10线程的死锁原理

*A:线程的死锁原理 当线程任务中出现了多个同步(多个锁) 时，如果同步中嵌套了其他的同步。
这时容易引发一种现象：程序出现无限等待，这种现象我们称为死锁。这种情况能避免就避免掉。 
synchronzied(A锁){ 
synchronized(B锁){

        }
    }

11线程的死锁代码实现

*A:线程的死锁代码实现 

public class DeadLock implements Runnable{ 

private int i = 0; 
public void run(){ 

while(true){ if(i%2==0){ 

//先进入A同步,再进入B同步 
synchronized(LockA.locka){ System.out.println("if...locka"); 
synchronized(LockB.lockb){ System.out.println("if...lockb"); 
} 
}
 }else{ 

//先进入B同步,再进入A同步 
synchronized(LockB.lockb){ 
System.out.println("else...lockb"); 
synchronized(LockA.locka){ 
System.out.println("else...locka"); 
}
 } 
} 
i++; 
}
}
 }


  public class DeadLockDemo {
    public static void main(String[] args) {
      DeadLock dead = new DeadLock();
      Thread t0 = new Thread(dead);
      Thread t1 = new Thread(dead);
      t0.start();
      t1.start();
    }
  }

  public class LockA {
    private LockA(){}
    
    public  static final LockA locka = new LockA();
  }
 


  public class LockB {
    private LockB(){}
    
    public static final LockB lockb = new LockB();
  }

12线程等待与唤醒案例介绍

*A:线程等待与唤醒案例介绍 等待唤醒机制所涉及到的方法： 
 wait（） :等待，将正在执行的线程释放其执行资格 和 执行权，并存储到线程池中。 
 notify（）：唤醒，唤醒线程池中被wait（）的线程，一次唤醒一个，而且是任意的。
  notifyAll（）： 唤醒全部：可以将线程池中的所有wait() 线程都唤醒。 其实，所谓唤醒的意思就是让 线程池中的线程具备执行资格。
　　必须注意的是，这些方法都是在 同步中才有效。同时这些方法在使用时必须标明所属锁，这样才可以明确出这些方法操作的到底是哪个锁上的线程。

13线程等待与唤醒案例资源类编写

*A:线程等待与唤醒案例资源类编写 

/* 
* 定义资源类,有2个成员变量 
* name,sex 
* 同时有2个线程,对资源中的变量操作 
* 1个对name,age赋值 
* 2个对name,age做变量的输出打印 
*/ 
public class Resource { 
　　public String name; 
　　public String sex; 
}

14线程等待与唤醒案例输入和输出线程

A:线程等待与唤醒案例输入和输出线程 

/* 
* 输入的线程,对资源对象Resource中成员变量赋值 
* 一次赋值 张三,男 
* 下一次赋值 lisi,nv 
*/ 
public class Input implements Runnable { 
　　private Resource r=new Resource();
    public void run() {
      int i=0;
      while(true){
        if(i%2==0){
           r.name="张三";
           r.sex="男";
         }else{
            r.name="lisi";
            r.sex="女";
          }
        i++;
      }
    }
  }
​
  /*
   *  输出线程,对资源对象Resource中成员变量,输出值
   */
  public class Output implements Runnable {
    private Resource r=new Resource() ;
     
    public void run() {
      while(true){
         System.out.println(r.name+"..."+r.sex); 
        }
      }
  }

15线程等待与唤醒案例测试类

A:线程等待与唤醒案例测试类 

/* 
* 开启输入线程和输出线程,实现赋值和打印值 
*/ 
public class ThreadDemo{ 
public static void main(String[] args) {


      Resource r = new Resource();
      
      Input in = new Input();
      Output out = new Output();
      
      Thread tin = new Thread(in);
      Thread tout = new Thread(out);
      
      tin.start();
      tout.start();
    }
  }

16线程等待与唤醒案例null值解决

A:线程等待与唤醒案例null值解决 

/* 
* 输入的线程,对资源对象Resource中成员变量赋值 
* 一次赋值 张三,男 * 下一次赋值 lisi,nv 
*/ 

public class Input implements Runnable { 
　　private Resource r; 
public Input(Resource r){ this.r=r; }


     public void run() {
       int i=0;
       while(true){
         if(i%2==0){
            r.name="张三";
            r.sex="男";
          }else{
             r.name="lisi"
             r.sex="女"
           }
         i++;
       }
     }
   }
​
   /*
    *  输出线程,对资源对象Resource中成员变量,输出值
    */ 
   public class Output implements Runnable {
     private Resource r;
     public Output(Resource r){
        this.r=r;
     } 
     public void run() {
       while(true){
          System.out.println(r.name+"..."+r.sex); 
         }
       }
     }
​
   }
   /*
    *  开启输入线程和输出线程,实现赋值和打印值
    */
   public class ThreadDemo{
     public static void main(String[] args) {
       
       Resource r = new Resource();
       
       Input in = new Input(r);
       Output out = new Output(r);
       
       Thread tin = new Thread(in);
       Thread tout = new Thread(out);
       
       tin.start();
       tout.start();
     }
   }
 

17线程等待与唤醒案例数据安全解决

A:线程等待与唤醒案例数据安全解决
        /*
          *  输入的线程,对资源对象Resource中成员变量赋值
          *  一次赋值 张三,男
          *  下一次赋值 lisi,nv
        */
         public class Input implements Runnable {
           private Resource r;
           public Input(Resource r){
             this.r=r;
           }
          
           public void run() {
             int i=0;
             while(true){
              synchronized(r){
               if(i%2==0){
                  r.name="张三";
                  r.sex="男";
                }else{
                   r.name="lisi"
                   r.sex="女"
                 }
               i++;
             }
​
           }
         }
​
         /*
          *  输出线程,对资源对象Resource中成员变量,输出值
          */ 
         public class Output implements Runnable {
           private Resource r;
           public Output(Resource r){
              this.r=r;
           } 
           public void run() {
             while(true){
                synchronized(r){
                 System.out.println(r.name+"..."+r.sex); 
                }
               }
             }
           }
​
         }
         /*
          *  开启输入线程和输出线程,实现赋值和打印值
          */
         public class ThreadDemo{
           public static void main(String[] args) {
             
             Resource r = new Resource();
             
             Input in = new Input(r);
             Output out = new Output(r);
             
             Thread tin = new Thread(in);
             Thread tout = new Thread(out);
             
             tin.start();
             tout.start();
           }
         }

18线程等待与唤醒案例通信的分析

*A:线程等待与唤醒案例通信的分析
    输入:赋值后,执行方法wait()永远等待
    输出:变量值打印输出,在输出等待之前,唤醒
    输入的notify(),自己在wait()永远等待
    输入:被唤醒后,重新对变量赋值,赋值后,必须唤醒输出的线程notify(),
         自己的wait()

19线程等待与唤醒案例的实现

*A 线程等待与唤醒案例的实现

 /*
  *  定义资源类,有2个成员变量
  *  name,sex
  *  同时有2个线程,对资源中的变量操作
  *  1个对name,age赋值
  *  2个对name,age做变量的输出打印
  */
 public class Resource {
  public String name;
  public String sex;
  public boolean flag = false;
 }
​
 /*
  *  输入的线程,对资源对象Resource中成员变量赋值
  *  一次赋值 张三,男
  *  下一次赋值 lisi,nv
  */
 public class Input implements Runnable {
  private Resource r ;
  
  public Input(Resource r){
    this.r = r;
  }  
  public void run() {
    int i = 0 ;
    while(true){
      synchronized(r){
        //标记是true,等待
          if(r.flag){
            try{r.wait();}catch(Exception ex){}
          }
        
        if(i%2==0){
          r.name = "张三";
          r.sex = "男";
        }else{
          r.name = "lisi";
          r.sex = "nv";
        }
        //将对方线程唤醒,标记改为true
        r.flag = true;
        r.notify();
      }
      i++;
    }
  }
​
 }
 
 /*
  *  输出线程,对资源对象Resource中成员变量,输出值
  */
 public class Output implements Runnable {
  private Resource r ;
  
  public Output(Resource r){
    this.r = r;
  }
  public void run() {
    while(true){
      synchronized(r){  
        //判断标记,是false,等待
      if(!r.flag){
        try{r.wait();}catch(Exception ex){}
        }
      System.out.println(r.name+".."+r.sex);
      //标记改成false,唤醒对方线程
      r.flag = false;
      r.notify();
      }
    }
  }​
 }
​
 /*
  *  开启输入线程和输出线程,实现赋值和打印值
  */
 public class ThreadDemo{
  public static void main(String[] args) {
    
    Resource r = new Resource();
    
    Input in = new Input(r);
    Output out = new Output(r);
    
    Thread tin = new Thread(in);
    Thread tout = new Thread(out);
    
    tin.start();
    tout.start();
  }
 }