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在入门多线程的时候,看到过不少的案例,其中卖票案例尤为经典,在这里自己也记录一下,同时加深对于线程安全的理解:
案例场景 |
现在有一个电影院,马上要上映电影《战狼5》,电影院只售票100张,全部通过一个窗口卖出去,那么此种情况则不会出现电影票超卖
或者其他任何情况。
现在电影院装修升级了,新增了两个卖票窗口,1号窗口卖1-30号票,2号窗口卖31-60号票,3号窗口卖61-100号票。相当于三个窗口各卖各的,互不干扰。所以此种情况也不会产生任何问题。
现在卖票的方式发生了改变,3个窗口都卖1-100号票,那现在就可能会出现一些情况,窗口1在卖100号票的时候(正在和顾客沟通中
),3号窗口一看该卖100号票了(最后一张
),啪!直接将100号票给了顾客。此时窗口1与顾客沟通确认无误之后,打算出票了,结果一看,100号票么得了~顾客当场开始砸场子……
多线程共同访问同一份共享资源
) 情景三代码实现 |
public class RunnableImpl implements Runnable { //给一个共享资源 private int ticket = 100; //指定线程所要执行的任务(卖票) @Override public void run() { while (true) { if (ticket > 0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖第" + ticket + "张电影票"); try { //为了卖票出错的情况更加明显,我们让线程等待100ms Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } --ticket; } else { System.out.println("票卖完了"); return; } } }}
public class FileTest { public static void main(String[] args) { //思考:为什么这里只new 了一个Runnable的对象传到了三个线程种? RunnableImpl runnable = new RunnableImpl(); //new 三个线程出来模三个窗口,为了符合情景,我们为线程设置一个线程名 Thread thread1 = new Thread(runnable); thread1.setName("窗口1"); Thread thread2 = new Thread(runnable); thread2.setName("窗口2"); Thread thread3 = new Thread(runnable); thread3.setName("窗口3"); thread1.start(); thread2.start(); thread3.start(); }}
在上面的代码中,我们有一个思考:为什么这里只new 了一个Runnable的对象传到了三个线程种?
因为我们需要让三个窗口来共同卖那100张票,所以他们访问的是同一个共享资源,如果这里new 了3个Runnable对象并分别放到3个Thread对象中(3个不同的窗口中
),那三个窗口访问就不是同一份资源了,既然不是同一份资源,也就不满足线程安全问题产生的条件。自然不会产生线程安全问题。
启动之后,我们发现三个窗口直接把票卖重了,都在卖100号票,这不是搞事情嘛……
电影院为了避免出现上面这种卖票混乱的情况,决定对售票系统进行优化:安全卖票代码实现 |
public class RunnableImpl implements Runnable { //给一个共享资源 private int ticket = 100; //指定线程所要执行的任务(卖票) @Override public void run() { while (true) { //这里我们使用synchronized关键字来锁定卖票系统 synchronized (this) { if (ticket > 0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖第" + ticket + "张电影票"); try { //为了卖票出错的情况更加明显,我们让线程等待100ms Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } --ticket; } else { System.out.println("票卖完了"); return; } } } }}
public class FileTest { public static void main(String[] args) { //思考:为什么这里只new 了一个Runnable的对象传到了三个线程种? RunnableImpl runnable = new RunnableImpl(); //new 三个线程出来模三个窗口,为了符合情景,我们为线程设置一个线程名 Thread thread1 = new Thread(runnable); thread1.setName("窗口1"); Thread thread2 = new Thread(runnable); thread2.setName("窗口2"); Thread thread3 = new Thread(runnable); thread3.setName("窗口3"); thread1.start(); thread2.start(); thread3.start(); }}
启动项目之后:
总结1: 这次电影院将售票系统升级之后,对售票系统进行了改进,当窗口1在使用系统进行卖票的时候(窗口1抢到CPU的执行权
),系统就锁定了,窗口2和窗口3无法卖票(等待窗口1释放CPU的执行权
),当窗口1将票卖完了之后,系统就会开放(窗口1释放了CPU的执行权
),此时,窗口1、窗口2、窗口3又可以使用系统卖票。假如此时窗口3的动作快一点进入了系统(窗口3抢到CPU的执行权
,当然窗口1虽然刚用完系统,但是也有可能窗口1又进入系统,相当于窗口1又抢到了CPU的执行权
),这样一来,在同一时间内,只会有一个窗口在卖票(同一时间,只有一个线程能够访问某个共享资源,其它线程只能等待抢到CPU执行权的线程释放资源
)。也就不会产生电影票的超卖等安全问题(线程安全问题
)。 总结2:
我们在卖票系统升级的代码中,使用了synchronized(this){……}
同步代码块来实现了对卖票系统的锁定(对共享资源的锁定
),那么这个this
代表的是什么呢? 答案就是这个this
代表了当前正在执行这段代码的线程对象,这个锁就是同步锁。在java中,每个对象有且仅有一个对象锁。那么我们锁定卖票系统的原理是什么呢? 分析:窗口1执行到这里遇到synchronized同步代码块,检查synchronized是否有锁对象,发现有因为是第一个执行的
,进入同步代码块中执行卖票的代码。在窗口1执行的过程中,窗口2来到这里,发现synchronized同步代码块,检查是否有锁对象,发现没有。则窗口2线程进入阻塞状态,等待窗口1线程执行完毕释放锁对象。 本篇文章是使用synchronized
同步锁实现了安全卖票,下一篇文章。
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