Java是一種可以撰寫(xiě)跨平臺(tái)應(yīng)用軟件的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言。Java 技術(shù)具有卓越的通用性、高效性、平臺(tái)移植性和安全性，廣泛應(yīng)用于PC、數(shù)據(jù)中心、游戲控制臺(tái)、科學(xué)超級(jí)計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話和互聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)擁有全球最大的開(kāi)發(fā)者專(zhuān)業(yè)社群。

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一. 線程安全

對(duì)于線程安全問(wèn)題，首先舉個(gè)例子：

1234567891011121314151617181920212223242526272829303132//窗口售票問(wèn)題class MyThreadDemo implements Runnable { int ticket = 100; @Override public void run() { while (true){ if (ticket>0) { try { Thread.currentThread().sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"售票，票號(hào)為："+ticket--); }else{ break; } } }}public class ThreadTest { public static void main(String[] args){ MyThreadDemo m = new MyThreadDemo(); Thread t1 = new Thread(m); Thread t2 = new Thread(m); Thread t3 = new Thread(m); t1.start(); t2.start(); t3.start(); }}

問(wèn)題描述：

上面的多線程售票出現(xiàn)了一下錯(cuò)誤現(xiàn)象

重票：

錯(cuò)票：

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首先，我們分析一下為什么出現(xiàn)這種問(wèn)題呢？

我們所期望的理想狀態(tài)為：

但是，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)極端狀態(tài)：

這是由于一個(gè)線程在操作共享數(shù)據(jù)過(guò)程中，未執(zhí)行完畢的情況下，例外的線程參與進(jìn)來(lái)，導(dǎo)致了共享數(shù)據(jù)存在了安全問(wèn)題，本實(shí)例的共享數(shù)據(jù)為ticket。

那么，如何處理程序的線程安全問(wèn)題呢？

必須讓一個(gè)線程操作共享數(shù)據(jù)完畢以后，其它線程才有機(jī)會(huì)參與共享數(shù)據(jù)的操作。

原理我們也理解了，那java如何去實(shí)現(xiàn)線程的安全呢？

使用線程的同步機(jī)制

實(shí)現(xiàn)方式有兩種：

同步代碼塊

synchronized(同步監(jiān)視器){//需要被同步的代碼塊（即操作共享數(shù)據(jù)的代碼）}

共享數(shù)據(jù)：多個(gè)線程共同操作的同一個(gè)數(shù)據(jù)（變量）

同步監(jiān)視器：由任何一個(gè)類(lèi)的對(duì)象來(lái)充當(dāng)，哪個(gè)線程獲取此監(jiān)視器，誰(shuí)就執(zhí)行大括號(hào)里被同步的代碼。俗稱(chēng)：鎖。

代碼實(shí)現(xiàn)：

1234567891011121314151617181920212223class MyThreadDemo implements Runnable { int ticket = 100; Object object = new Object(); @Override public void run() { //Object object = new Object();//不行，由成員變量變?yōu)榫植孔兞浚縿?chuàng)建一個(gè)線程，都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象 while (true){ synchronized (object){//同步監(jiān)視器（鎖）可以由任何一個(gè)類(lèi)的對(duì)象來(lái)充當(dāng)，也可以使用this，表示當(dāng)前對(duì)象，只new了一次。但是在繼承的方式中，一定要注意使用this，可能創(chuàng)建了多個(gè)線程對(duì)象，要求是多個(gè)線程使用同一個(gè)鎖，即使用同一個(gè)對(duì)象。 if (ticket>0) { try { Thread.currentThread().sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"售票，票號(hào)為："+ticket--); }else{ break; } } } }}

同步方法

同步的方法實(shí)現(xiàn)在java提升2相關(guān)章節(jié)/)已經(jīng)給出，可以前去查看。

它是將操作共享數(shù)據(jù)的方法聲明為

synchronized

,即此方法為同步方法，能夠保證當(dāng)其中一個(gè)線程執(zhí)行此方法時(shí)，其它線程在外等待直至此線程執(zhí)行完此方法。

那么同步方法有沒(méi)有鎖呢，答案是有的，鎖為this。但是同樣要注意，在使用繼承創(chuàng)建的線程的方式中，同樣要慎用同步方法的方式，因?yàn)樗逆i為this。必須保證多個(gè)線程共用一把鎖。

使用鎖的方式（了解）

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二. 互斥鎖之單例模式之懶漢式的線程安全問(wèn)題

互斥鎖

指的是一次最多只能有一個(gè)線程持有的鎖. 在jdk1.5之前, 我們通常使用synchronized機(jī)制控制多個(gè)線程對(duì)共享資源的訪問(wèn). 關(guān)鍵字

synchronized

來(lái)與對(duì)象的互斥鎖聯(lián)系。當(dāng)某個(gè)對(duì)象用

synchronized

修飾時(shí)，表明該對(duì)象在任一時(shí)刻只能由一個(gè)線程訪問(wèn)。

同步的局限性：導(dǎo)致程序的執(zhí)行效率要降低

同步方法（非靜態(tài)的）的鎖為this。

同步方法（靜態(tài)的）的鎖為當(dāng)前類(lèi)本身。

單例模式懶漢式實(shí)現(xiàn)：

12345678910111213141516171819202122232425class Singleton { private Singleton() { } private static Singleton instance = null; public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; }}public class TestSingleton { public static void main(String[] args) { Singleton s1 = Singleton.getInstance(); Singleton s2 = Singleton.getInstance(); System.out.println(s1 == s2); }}output:true

會(huì)出現(xiàn)線程安全問(wèn)題,多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行時(shí)，第一個(gè)線程調(diào)用

getInstance()

進(jìn)入if語(yǔ)句內(nèi),還未實(shí)例化，出現(xiàn)線程掛起，后面的線程也會(huì)進(jìn)入會(huì)再創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，最終導(dǎo)致可能返回了不同Singleton對(duì)象。

解決線程安全問(wèn)題實(shí)現(xiàn)：

1234567891011public static Singleton getInstance() {//如果第一個(gè)線程獲取了單例的實(shí)例對(duì)象，后面的線程再獲取實(shí)例的時(shí)候就不需要進(jìn)入同步代碼塊了 if (instance == null) {//多線程執(zhí)行時(shí)，會(huì)先判斷對(duì)象是否為null，如果為null，直接返回，無(wú)需等待進(jìn)去同步代碼塊線程執(zhí)行完畢，然后再去執(zhí)行，提高了效率 synchronized (Singleton.class) {//對(duì)于靜態(tài)方法，使用但錢(qián)勒本身充當(dāng)鎖 if (instance == null) { instance = new Singleton(); } } } return instance;}

綜上，用這種方式解決了懶漢式的線程安全問(wèn)題，也提高了效率，但是在實(shí)際開(kāi)發(fā)中還是用餓漢式的比較多，因?yàn)檫@種方式，相對(duì)復(fù)雜，不適合應(yīng)用。

三. 線程的死鎖問(wèn)題

死鎖

,是指不同的線程分別占用對(duì)方需要的同步資源不放棄，都再等待對(duì)方放棄自己需要的同步資源，就形成了線程的死鎖。

死鎖的實(shí)例：

123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839public class TestDeadLock { static StringBuffer sb1 = new StringBuffer(); static StringBuffer sb2 = new StringBuffer(); public static void main(String[] args){ new Thread(){ public void run(){ synchronized (sb1){ try { Thread.currentThread().sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } sb1.append("A"); synchronized (sb2){ sb2.append("B"); System.out.println(sb1); System.out.println(sb2); } } } }.start(); new Thread(){ public void run(){ synchronized (sb2){ sb1.append("C"); synchronized (sb1){ sb2.append("D"); System.out.println(sb1); System.out.println(sb2); } } } }.start(); }}

四. 線程通信

三個(gè)方法

wait(): 令當(dāng)前線程掛起并放棄CPU，同步資源，使別的線程可訪問(wèn)并修改共享資源，而當(dāng)前線程排隊(duì)等候再次對(duì)資源的訪問(wèn)

notify()： 喚醒正在排隊(duì)等待同步資源的線程中優(yōu)先級(jí)最高者結(jié)束等待

notifyAll(): 喚醒正在排隊(duì)等待資源的所有線程結(jié)束等待。

注：Java.lang.Object提供的這三個(gè)方法只有再synchronized方法或synchronized代碼塊中才能使用，否則會(huì)報(bào)java.lang.lllegalMonitorStateException異常。

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實(shí)例：

12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061/*** 線程通信* 使用兩個(gè)線程打印1-100，線程1，線程2，交替打印*/class PrintNum implements Runnable { int num = 1; @Override public void run() { while (true) { synchronized (this){ notify(); if (num <= 100) { try { Thread.currentThread().sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + num); num++; } else { break; } try { wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }}public class TestCommunication { public static void main(String[] args) { PrintNum p = new PrintNum(); Thread t1 = new Thread(p); Thread t2 = new Thread(p); t1.setName("甲"); t2.setName("乙"); t1.start(); t2.start(); }}output:甲:1乙:2甲:3乙:4甲:5乙:6...甲:97乙:98甲:99乙:100

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