Java小白入门 —— 多线程之间实现同步（二）

一. 什么是线程安全：

为什么会存在线程安全问题：

当多个线程同时共享同一全局变量或静态变量时，在做读操作时不会发送数据冲突，而在做写操作时可能会发送数据冲突问题，就会出现线程安全问题。

二. 案例：

背景： 某工厂需拖运100T货物，找了3家托运公司，用多线程模拟托运情况。

代码如下：

/** * @author MuXin * @date 2020/10/21 16:11 * * 某工厂需拖运100T货物，找了3家托运公司，用多线程模拟托运情况。 */ public class ThreadDemo { public static void main(String[] args) { ThreadGoods threadGoods = new ThreadGoods(); Thread threadA = new Thread(threadGoods, "A公司"); Thread threadB = new Thread(threadGoods, "B公司"); Thread threadC = new Thread(threadGoods, "C公司"); threadA.start(); threadB.start(); threadC.start(); } static class ThreadGoods implements Runnable { //货物总量 private int goods = 100; @Override public void run() { while (goods > 0) { try { //等待0.1s Thread.sleep(100); } catch (Exception e) { } //执行运货操作 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+",搬运第"+(101-goods)+"T货物"); goods--; } } } }

输出结果： 当多个线程共享同一个全局成员变量时，做写的操作可能会发生数据冲突问题。

三. 线程安全解决方案：

1. 使用同步代码块

将可能出现问题的代码块包裹起来。

/** * @author MuXin * @date 2020/10/21 16:11 * <p> * 某工厂需拖运100T货物，找了3家托运公司，用多线程模拟托运情况。 */ public class ThreadDemo { public static void main(String[] args) { ThreadGoods threadGoods = new ThreadGoods(); Thread threadA = new Thread(threadGoods, "A公司"); Thread threadB = new Thread(threadGoods, "B公司"); Thread threadC = new Thread(threadGoods, "C公司"); threadA.start(); threadB.start(); threadC.start(); } static class ThreadGoods implements Runnable { //自定义多线程同步锁 private Object mutex = new Object(); //货物总量 private int goods = 100; @Override public void run() { while (goods > 0) { try { //等待0.1s Thread.sleep(100); } catch (Exception e) { } synchronized (mutex) { if(goods > 0) { try { //等待0.1s Thread.sleep(100); } catch (Exception e) { } //执行运货操作 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",搬运第" + (101 - goods) + "T货物"); goods--; } } } } } }

运行结果：

2. 使用同步函数（synchronized锁）

在方法上修饰synchronized称为同步函数； synchronized使用的锁是this锁。

/** * @author MuXin * @date 2020/10/21 16:11 * <p> * 某工厂需拖运100T货物，找了3家托运公司，用多线程模拟托运情况。 */ public class ThreadGoods implements Runnable { //货物总量 private int goods = 100; //自定义多线程同步锁 private Object mutex = new Object(); @Override public void run() { while (goods > 0) { try { //等待0.1s Thread.sleep(100); } catch (Exception e) { } moveGoods(); } } public synchronized void moveGoods() { if (goods > 0) { try { //等待0.1s Thread.sleep(100); } catch (Exception e) { } //执行运货操作 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",搬运第" + (101 - goods) + "T货物"); goods--; } } }

执行结果：

3. 静态同步函数

在方法上加static关键字，使用synchronized关键词修饰，或者使用类.class文件； 静态同步函数使用的锁是该函数所属字节码文件对象。

/** * @author MuXin * @date 2020/10/21 16:11 * <p> * 某工厂需拖运100T货物，找了3家托运公司，用多线程模拟托运情况。 */ public class ThreadGoods implements Runnable { //货物总量 private int goods = 100; //自定义多线程同步锁 private Object mutex = new Object(); @Override public void run() { while (goods > 0) { try { //等待0.1s Thread.sleep(100); } catch (Exception e) { } moveGoods(); } } public void moveGoods() { synchronized (ThreadGoods.class) { if (goods > 0) { try { //等待0.1s Thread.sleep(100); } catch (Exception e) { } //执行运货操作 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",搬运第" + (101 - goods) + "T货物"); goods--; } } } }

执行结果：

四. 多线程死锁：

1. 什么是多线程死锁：

在同步中嵌套同步，俗称套娃，导致锁无法释放。

2. 如何避免死锁：

1. 加锁顺序（线程按照一定的顺序加锁） 2. 加锁时限（线程尝试获取锁的时候加上一定的时限，超过时限则放弃对该锁的请求，并释放自己占有的锁） 3. 死锁检测

五. 常见面试题：

1. 什么是线程安全

当多个线程同时共享，同一个全局变量或静态变量，做写的操作时，可能会发生数据冲突问题，也就是线程安全问题。

2. 如何解决多线程之间的线程安全问题？

1. 使用同步代码块； 2. 使用 synchronized 锁； 3. 使用静态同步函数。

3. 为什么使用线程同步或使用锁之后能解决线程安全问题？

当会发生数据冲突问题时，使得同一时间只能执行一个线程，其他线程处于阻塞状态，在执行完之后释放锁，交给下一个线程执行。

4. 什么是多线程之间的同步？

在多线程情况下，当多个线程共享统一资源时，不会受到其他线程的影响。

5. 什么是同步代码块？

就是将可能出现线程安全的代码包裹起来，使得同一时间只能有一个线程执行被包裹的代码，其他线程处于阻塞状态。

6. 同步代码块和同步函数的区别？

同步代码块是自定义锁（明锁） 同步函数是使用的 this 锁

7. 同步函数和静态同步函数的区别？/ 例如现在一个静态方法和一个非静态静态怎么实现同步？

同步函数使用的 this 锁； 静态同步函数使用的是字节码文件，即类.class

8. 什么是死锁？

同步中嵌套同步，俗称套娃。