【Java多线程】实现Runnable接口方式 / 继承Thread类方式；使用synchronized锁实现线程安全；线程安全的懒汉式单例模式；死锁问题示例

Thread 的生命周期

一、实现Runnable接口方式

1、在 run 方法中使用 synchronized 块

/*** 例子：创建三个窗口卖票，总票数为100张.使用实现Runnable接口的方式* 1.问题：卖票过程中，出现了重票、错票 -->出现了线程的安全问题* 2.问题出现的原因：当某个线程操作车票的过程中，尚未操作完成时，其他线程参与进来，也操作车票。* 3.如何解决：当一个线程a在操作ticket的时候，其他线程不能参与进来。直到线程a操作完ticket时，*  其他线程才可以开始操作ticket。这种情况即使线程a出现了阻塞，也不能被改变。* 4.在Java中，我们通过同步机制，来解决线程的安全问题。*      方式一：同步代码块*          synchronized(同步监视器){*             //需要被同步的代码*          }*          说明：*              1.操作共享数据的代码，即为需要被同步的代码。  -->不能包含代码多了，也不能包含代码少了。*              2.共享数据：多个线程共同操作的变量。比如：ticket就是共享数据。*              3.同步监视器，俗称：锁。任何一个类的对象，都可以充当锁。*          要求：多个线程必须要共用同一把锁。*          补充：在实现Runnable接口创建多线程的方式中，我们可以考虑使用this充当同步监视器。*      方式二：同步方法。*          如果操作共享数据的代码完整的声明在一个方法中，我们不妨将此方法声明同步的。* 5.同步的方式，解决了线程的安全问题。---好处*  操作同步代码时，只能有一个线程参与，其他线程等待。相当于是一个单线程的过程，效率低。 ---局限性*/
class TicketWindow implements Runnable {private int ticket = 100;//  Object obj = new Object();//正确@Overridepublic void run() {//  Object obj = new Object();//错误while (true) {//            synchronized (obj){synchronized (this) {//此时的this:唯一的Window1的对象if (ticket > 0) {try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为：" + ticket);ticket--;} else {break;}}}}
}public class Main1 {public static void main(String[] args) {TicketWindow ticketWindow = new TicketWindow();Thread t1 = new Thread(ticketWindow);Thread t2 = new Thread(ticketWindow);Thread t3 = new Thread(ticketWindow);t1.setName("窗口1");t2.setName("窗口2");t3.setName("窗口3");t1.start();t2.start();t3.start();}
}

2、使用syncronized方法

/*** 使用同步方法解决实现Runnable接口的线程安全问题* 关于同步方法的总结：* 1. 同步方法仍然涉及到同步监视器，只是不需要我们显式的声明。* 2. 非静态的同步方法，同步监视器是：this* 静态的同步方法，同步监视器是：当前类本身*/
class TicketWindow3 implements Runnable {private int ticket = 100;@Overridepublic void run() {while (true) {show();}}private synchronized void show() {//相当于同步监视器是：this//synchronized (this){if (ticket > 0) {try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为：" + ticket);ticket--;}//}}
}public class Main3 {public static void main(String[] args) {TicketWindow3 w = new TicketWindow3();Thread t1 = new Thread(w);Thread t2 = new Thread(w);Thread t3 = new Thread(w);t1.setName("窗口1");t2.setName("窗口2");t3.setName("窗口3");t1.start();t2.start();t3.start();}
}

二、继承Thread类方式

1、在 run 方法中使用 synchronized 块

/*** 使用同步代码块解决继承Thread类的方式的线程安全问题* 例子：创建三个窗口卖票，总票数为100张.使用继承Thread类的方式* 说明：在继承Thread类创建多线程的方式中，慎用this充当同步监视器，考虑使用当前类充当同步监视器。*/
class TicketWindow2 extends Thread {private static int ticket = 100;private static Object obj = new Object();@Overridepublic void run() {while (true) {//          synchronized (obj){//正确的方式1：使用 static 的 obj 作为 synchronized 锁synchronized (TicketWindow2.class) {//正确的方式2：因为Class clazz = TicketWindow4.class, TicketWindow4.class只会加载一次
//          synchronized (this){//错误的方式：this代表着t1,t2,t3三个对象if (ticket > 0) {try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(getName() + "：卖票，票号为：" + ticket);ticket--;} else {break;}}}}
}public class Main2 {public static void main(String[] args) {TicketWindow2 t1 = new TicketWindow2();TicketWindow2 t2 = new TicketWindow2();TicketWindow2 t3 = new TicketWindow2();t1.setName("窗口1");t2.setName("窗口2");t3.setName("窗口3");t1.start();t2.start();t3.start();}
}

2、使用syncronized静态方法

/*** 使用同步方法处理继承Thread类的方式中的线程安全问题*/
class TicketWindow4 extends Thread {private static int ticket = 100;@Overridepublic void run() {while (true) {show();}}private static synchronized void show() {   //正确：使用静态方法，相当于同步监视器：TicketWindow4.class，是当前类本身
//  private synchronized void show(){           //错误：使用非静态方法，相当于同步监视器：t1,t2,t3，是三个不同的对象当做锁if (ticket > 0) {try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：卖票，票号为：" + ticket);ticket--;}}
}public class Main4 {public static void main(String[] args) {TicketWindow4 t1 = new TicketWindow4();TicketWindow4 t2 = new TicketWindow4();TicketWindow4 t3 = new TicketWindow4();t1.setName("窗口1");t2.setName("窗口2");t3.setName("窗口3");t1.start();t2.start();t3.start();}
}

三、线程安全的懒汉式单例模式

/*** 使用同步机制，将单例模式中的'懒汉式'改写为线程安全的*/
public class Bank {private static Bank bankInstance = null;public static Bank getBankInstance() {if (null == bankInstance) {//进入synchronized前先判断，效率更高synchronized (Bank.class) {if (null == bankInstance) {bankInstance = new Bank();}}}return bankInstance;}
}

四、死锁问题示例

public class LockedTest {public static void main(String[] args) {StringBuffer sb1 = new StringBuffer();StringBuffer sb2 = new StringBuffer();new Thread() {@Overridepublic void run() {synchronized (sb1) {//拿到sb1锁sb1.append("a");sb2.append("b");System.out.println("拿到sb1锁");try {Thread.sleep(10);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("等待sb2锁");synchronized (sb2) {sb1.append('1');sb2.append('2');System.out.println("sb1=" + sb1);System.out.println("sb2=" + sb2);}}}}.start();new Thread(new Runnable() {//匿名Runnable对象，实现Runnable接口@Overridepublic void run() {synchronized (sb2) {System.out.println("拿到sb2锁");sb1.append("c");sb2.append("d");System.out.println("等待sb1锁");synchronized (sb1) {sb1.append('3');sb2.append('4');System.out.println("sb1=" + sb1);System.out.println("sb2=" + sb2);}}}}).start();}
}

输出

拿到sb1锁
拿到sb2锁
等待sb2锁

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