【多线程并发编程】六 什么是线程安全？
程序猿学社的GitHub，欢迎Star
https://github.com/ITfqyd/cxyxs
本文已记录到github，形成对应专题。
在学习多线程的道路上，我们会经常看到线程安全这类词汇，面试官也经常问，本文就来说一说什么是线程安全。
1.什么是线程安全？多个线程同一时刻对同一个全局变量(同一份资源)做写操作(读操作不会涉及线程安全)时，如果跟我们预期的结果一样，我们就称之为线程安全，反之，线程不安全。
git应该大家都用过把，有github仓库，还有本地库，在项目开发过程中，我们经常会遇到冲突的问题，就是因为，多个人同时对同一份资源进行了操作。 2.经典案例 代码模拟业务大家都抢过票，知道一到春运、过节的时候，票就很难抢，下面我们通过一段代码，来模拟一下抢票的业务。
package com.cxyxs.thread.six;
/**
* Description：转发请注明来源 程序猿学社 - https://ithub.blog.csdn.net/
* Author: 程序猿学社
* Date: 2020/2/24 14:56
* Modified By:
*/
public class MyThread implements Runnable {
private int count=50;
@Override
public void run() {
while (count > 0){
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+": 抢到第"+count--+"张");
}
}
}
package com.cxyxs.thread.six;
/**
* Description：转发请注明来源 程序猿学社 - https://ithub.blog.csdn.net/
* Author: 程序猿学社
* Date: 2020/2/24 14:58
* Modified By:
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
MyThread myThread = new MyThread();
Thread thread = new Thread(myThread,"程序猿学社");
Thread thread1 = new Thread(myThread,"隔壁老王");
Thread thread2 = new Thread(myThread,"小张");
thread.start();
thread1.start();
thread2.start();
}
}
测试结果
小张: 抢到第50张
隔壁老王: 抢到第48张
程序猿学社: 抢到第49张
程序猿学社: 抢到第47张
小张: 抢到第46张
隔壁老王: 抢到第45张
程序猿学社: 抢到第44张
隔壁老王: 抢到第43张
小张: 抢到第42张
程序猿学社: 抢到第41张
隔壁老王: 抢到第40张
小张: 抢到第40张
程序猿学社: 抢到第39张
小张: 抢到第38张
隔壁老王: 抢到第38张
程序猿学社: 抢到第37张
隔壁老王: 抢到第36张
小张: 抢到第35张
程序猿学社: 抢到第34张
隔壁老王: 抢到第33张
小张: 抢到第33张
程序猿学社: 抢到第32张
小张: 抢到第31张
隔壁老王: 抢到第30张
程序猿学社: 抢到第29张
小张: 抢到第28张
隔壁老王: 抢到第27张
程序猿学社: 抢到第26张
隔壁老王: 抢到第25张
小张: 抢到第24张
程序猿学社: 抢到第23张
隔壁老王: 抢到第22张
小张: 抢到第21张
隔壁老王: 抢到第20张
程序猿学社: 抢到第19张
小张: 抢到第18张
程序猿学社: 抢到第17张
隔壁老王: 抢到第16张
小张: 抢到第15张
程序猿学社: 抢到第14张
隔壁老王: 抢到第13张
小张: 抢到第12张
隔壁老王: 抢到第11张
程序猿学社: 抢到第10张
小张: 抢到第9张
隔壁老王: 抢到第8张
小张: 抢到第7张
程序猿学社: 抢到第6张
隔壁老王: 抢到第5张
小张: 抢到第4张
程序猿学社: 抢到第3张
隔壁老王: 抢到第2张
程序猿学社: 抢到第1张
小张: 抢到第1张
隔壁老王: 抢到第0张
通过上面的测试结果，三个线程，同时抢票，有时候会抢到同一张票？为什么会有这种问题发现？
在回答这个问题之前，我们应该了解一下 Java 的内存模型(JMM),划重点，也是面试官经常会问的一个问题。
**JMM(Java Memory Model),**是一种基于计算机内存模型，保证了Java程序在各种平台下对内存的访问都能保证效果一致的机制及规范。保证共享内存的原子性、可见性、有序性（这三个也是多线程的三大特性,划重点，面试经常问）。
本文就了解可见性就可。
可见性：
多线程操作共享内存时，执行结果能够及时的同步到共享内存，确保其他线程对此结果及时可见。看到这里是不是还是有点懵，别急，我们通过图，把之前抢票的业务画出来。
同一进程下的多个线程，内存资源是共享的。主内存的count才是共享资源。程序猿学社、隔壁老王、小张，实际上不是直接对主内存的count进行写入操作。实际上，程序运行过程中，他们每个人，都有各自的工作内存。实际上就是把主内存的count，每个人，都copy一份，对各自的工作内存的变量进行操作。操作完后，再把对应的结果通知到主内存。 再回顾一下我之前git案例。有本地库(工作内存)，有github库(主内存)。 在多个人同时过程中，组长会新建一个项目，其他的组员，是不是需要把代码拉取下来,到本地。 我们开发完一个功能后，需要先提交本地库，再提交到github(把工作内存的结果，提交给github。 提交代码的时候，我们根本就无法知道，我这份代码是不是最新的，所有有时候一提交，就报错(可见性)。
说了这么多，我们这时候应该知道之前写的模拟抢票demo为什么会有线程安全问题了把。就是因为各自都操作自己的工作内存，拿到主内存的值就开始操作。假设，这时候count为40，同一时间，来了三个线程，那这三个线程的工作内存拿到的值都是40，这样就会导致，这三个线程，都会抢到39这张票。
我们应该如何解决这个问题勒?
要想解决线程安全的问题，我们就需要解决一个问题，就是线程之间进行同步交互。了解可见性后，我们知道是没有办法相互操作对方的工作内存的。
一般有如下几种方法
synchronized关键字(放在方法上)
同步代码块
jdk1.5的Lock
package com.cxyxs.thread.six;
/**
* Description：通过同步代码块解决线程安全问题
* 转发请注明来源 程序猿学社 - https://ithub.blog.csdn.net/
* Author: 程序猿学社
* Date: 2020/2/24 14:56
* Modified By:
*/
public class MySynchronizedThread implements Runnable {
private int count=50;
@Override
public void run() {
while(true){
buy();
}
}
public synchronized void buy(){
if(count>0){
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+": 抢到第"+count--+"张,"+System.currentTimeMillis());
}
}
}
package com.cxyxs.thread.six;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;
/**
* Description：转发请注明来源 程序猿学社 - https://ithub.blog.csdn.net/
* Author: 程序猿学社
* Date: 2020/2/24 14:58
* Modified By:
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//线程不安全
//MyThread myThread = new MyThread();
MySynchronizedThread myThread = new MySynchronizedThread();
Thread thread = new Thread(myThread,"程序猿学社");
Thread thread1 = new Thread(myThread,"隔壁老王");
Thread thread2 = new Thread(myThread,"小张");
thread.start();
thread1.start();
thread2.start();
}
}
测试结果
通过图片我们可以发现，同一时间，抢票的间隔差不多都是50ms，为什么，不是说多线程吗(前提不是单核)？
因为在抢票的方法上，增加了synchronized，导致同一时候，只能有一个线程运行，需要等这个线程运行完后，下一个线程才能运行。
这种方式就是利用synchronized+锁对象
package com.cxyxs.thread.six;
/**
* Description：通过同步代码块解决线程安全问题
* 转发请注明来源 程序猿学社 - https://ithub.blog.csdn.net/
* Author: 程序猿学社
* Date: 2020/2/24 14:56
* Modified By:
*/
public class SynchronizedBlockThread implements Runnable {
private int count=50;
private Object object = new Object();
@Override
public void run() {
while(true){
buy();
}
}
public void buy(){
synchronized (object){
if(count>0){
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+": 抢到第"+count--+"张,"+System.currentTimeMillis());
}
}
}
}
这种方式相对于前一种方式，性能有提升，只锁了代码块，而不是把这个方法都锁咯。
jdk1.5的Lock
package com.cxyxs.thread.six;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
* Description：转发请注明来源 程序猿学社 - https://ithub.blog.csdn.net/
* Author: 程序猿学社
* Date: 2020/2/24 16:52
* Modified By:
*/
public class LockThread implements Runnable {
private int count=50;
//定义锁对象
private Lock lock = new ReentrantLock();
@Override
public void run() {
while(true){
buy();
}
}
public void buy(){
lock.lock();
if(count>0){
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+": 抢到第"+count--+"张,"+System.currentTimeMillis());
}
lock.unlock();
}
}
jdk1.5lock重要的两个方法
lock()： 获取锁。 unlock():释放锁。作者：程序猿学社
