线程安全与同步

线程安全问题是什么

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，称为线程安全问题。

取钱模型演示

需求：小明和小红是一对夫妻，他们有一个共同的账户，余额是10万元。如果小明和小红同时来取钱，而且2人都要取钱10万元，可能出现什么问题呢？

发生的原因

多个线程同时修改同一个共享资源。

线程安全问题案例模拟

需求：小明和小红是一对夫妻，他们有一个共同的账户，余额是10万元，模拟2人同时去取钱10万。

分析：

①：需要提供一个账户类，创建一个账户对象代表2个人的共享账户。

②：需要定义一个线程类，线程类可以处理账户对象。

③：创建2个线程对象，传入同一个账户对象。

④：启动2个线程，去同一个账户对象中取钱10万。

代码：

public class Account {private String cardId;private double money; // 账户的余额public Account(){}public Account(String cardId, double money) {this.cardId = cardId;this.money = money;}/**小明 小红*/public void drawMoney(double money) {// 0、先获取是谁来取钱，线程的名字就是人名String name = Thread.currentThread().getName();// 1、判断账户是否够钱if(this.money >= money){// 2、取钱System.out.println(name + "来取钱成功，吐出：" + money);// 3、更新余额this.money -= money;System.out.println(name + "取钱后剩余：" + this.money);}else {// 4、余额不足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;}}

/**取钱的线程类*/
public class DrawThread extends Thread {// 接收处理的账户对象private Account acc;public DrawThread(Account acc,String name){super(name);this.acc = acc;}@Overridepublic void run() {// 小明 小红：取钱acc.drawMoney(100000);}
}

/**需求：模拟取钱案例。*/
public class ThreadDemo {public static void main(String[] args) {// 1、定义线程类，创建一个共享的账户对象Account acc = new Account("ICBC-111", 100000);// 2、创建2个线程对象，代表小明和小红同时进来了。new DrawThread(acc, "小明").start();new DrawThread(acc, "小红").start();}
}

同步思想概述

线程同步是为了解决线程安全问题。

1、取钱案例出现问题的原因？

多个线程同时执行，发现账户都是够钱的。

2、如何才能保证线程安全呢？

让多个线程实现先后依次访问共享资源，这样就解决了安全问题。

线程同步的核心思想

加锁，把共享资源进行上锁，每次只能一个线程进入访问完毕以后解锁，然后其他线程才能进来。

方式一：同步代码块

作用：把出现线程安全问题的核心代码给上锁。

原理：每次只能一个线程获得锁从而能进入代码，执行完毕后自动解锁，其他线程才可以进来执行。

格式：

synchronized(同步锁对象) {操作共享资源的代码(核心代码)
}

锁对象要求

理论上：锁对象只要对于当前同时执行的线程来说是同一个对象即可。但是锁对象用任意唯一的对象不好，会影响其他无关线程的执行。

规范上：建议使用共享资源作为锁对象。对于实例方法建议使用this作为锁对象。对于静态方法建议使用字节码（类名.class）对象作为锁对象。

示例

/**账户类：余额，卡号*/
public class Account {private String cardId;private double money; // 余额 关键信息public Account() {}public Account(String cardId, double money) {this.cardId = cardId;this.money = money;}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;}//    // 100个线程人
//    public static void run(){
//        synchronized (Account.class){
//
//        }
//    }/**小明 小红*/public void drawMoney(double money) {// 1、拿到是谁来取钱String name = Thread.currentThread().getName();// 同步代码块// 小明 小红// this == acc 共享账户synchronized (this) {// 2、判断余额是否足够if(this.money >= money){// 钱够了System.out.println(name+"来取钱，吐出：" + money);// 更新余额this.money -= money;System.out.println(name+"取钱后，余额剩余：" + this.money);}else{// 3、余额不足System.out.println(name+"来取钱，余额不足！");}}}
}

方式二：同步方法

作用：把出现线程安全问题的核心方法给上锁。

原理：每次只能一个线程进入，执行完毕以后自动解锁，其他线程才可以进来执行。

格式

修饰符 synchronized 返回值类型 方法名称(形参列表) {操作共享资源的代码
}

同步方法底层原理

同步方法其实底层是有隐式锁对象的，只是锁的范围是整个方法代码。

如果方法是实例方法：同步方法默认用this作为的锁对象。但是代码要高度面向对象！

如果方法是静态方法：同步方法默认用类名.class作为的锁对象。

是同步代码块好还是同步方法好一点？

同步代码块锁的范围更小，同步方法锁的范围更大。所以从性能上说是同步代码块好点，这点好在现在的硬件条件下可能也微不足道，所以可读性更好的同步方法会使用得多点。

示例

    public synchronized void drawMoney(double money) {// 1、拿到是谁来取钱String name = Thread.currentThread().getName();// 2、判断余额是否足够// 小明  小红if(this.money >= money){// 钱够了System.out.println(name+"来取钱，吐出：" + money);// 更新余额this.money -= money;System.out.println(name+"取钱后，余额剩余：" + this.money);}else{// 3、余额不足System.out.println(name+"来取钱，余额不足！");}}