01 导语

本文使用JAVA代码模拟买票场景下的业务交互，通过示例讲解线程的初始化、线程同步等java线程基础知识。

提出这样一个问题：三个人排队买电影票（每张5元）。三个人按前后顺序分别为张某（拿着20元钞票）、李某（拿着10元钞票）和赵某（拿着5元钞票）。而售票员的钱箱中现在只有3张5元钞票，试对这样一个场景进行模拟

02 线程同步问题

当多个线程对共享资源进行操作时，势必会出现进程间相互争夺资源的情况，而线程同步问题则是规划各线程间操作顺序，让每个线程不受其他线程打扰的情况下独自安全的操作共享资源。

而在本场景中，那个售票员就是这样一个共享资源。在对每个人受理业务（即每个线程）的过程中，这个售票员钱箱里的钱会发生变化，但是每个人受理业务时，不能被其他线程打扰（即别人不能插队）

下面构造售票员这样一个共享资源，其有一个找零功能change()。

找零算法的思想是：对于需要找零的金额moneyChange，若其等于票价，就不需要找零。否则，用售票元手上的每个币种，从大到小依次找零。每找零一次，找零金额moneyChange就会减小。最后当最小币种找零时，若其不足以找零，说明售票员手上的钱是不足以找零的，返回一个false。若其可以找零，说明售票员手上的钱足以找零，把受理对象钱收下，给他票，返回true。

//售票员
class Seller { public static final int PRICE = 5;//票单价5元private int five ;//5元纸币数量private int ten ;//10元纸币数量private int twenty ;//20元纸币数量//getter and setter   public int getFive() {return five;}public void setFive(int five) {this.five = five;}public int getTen() {return ten;}public void setTen(int ten) {this.ten = ten;}public int getTwenty() {return twenty;}public void setTwenty(int twenty) {this.twenty = twenty;}public Seller(int five, int ten, int twenty) {this.five = five;this.ten = ten;this.twenty = twenty;}/***找零* @param target受理对象* @param five 收到的5元纸币数* @param ten 收到的10元纸币数* @param twenty 收到的20元纸币数*/public  boolean change(String target,int five,int ten ,int twenty){int pay = five*5+ten*10 +twenty*20;//支付的钱int moneyChange = pay - PRICE;//找零if(moneyChange == 0){//不需要找0System.out.println("售票员收到"+pay+"元钱，递给"+target+"1张入场券\n");this.setFive(this.five + five);return true;}//使用不同币种依次找零//使用20元纸币找零int twentyChange = moneyChange/20;if (this.twenty >= twentyChange) {moneyChange =  moneyChange -twentyChange*20;this.setTwenty(this.twenty - twentyChange);}else {moneyChange = moneyChange-this.twenty*20;twentyChange = this.twenty;//钱箱中只能找这么多20块的this.setTwenty(0);//全部拿去找零}//使用10元纸币找零int tenChange = moneyChange/10;if (this.ten >= tenChange) {moneyChange =  moneyChange -tenChange*10;this.setTen(this.ten - tenChange);}else {moneyChange = moneyChange-this.ten*10;tenChange = this.ten;//只能找这么多10块的this.setTen(0);//全部拿去找零}//使用5元纸币找零int fiveChange = moneyChange/5;if (this.five >= fiveChange) {moneyChange =  moneyChange -fiveChange*5;this.setFive(this.five - fiveChange);//此时可以说明钱箱中的钱足以找零System.out.println("售票员收到"+pay+"元钱，递给"+target+"1张入场券，并找零20*"+twentyChange+"+10*"+tenChange+"+5*"+fiveChange+"元\n");//收钱this.setFive(this.five + five);this.setTen(this.ten +ten);this.setTwenty(this.twenty +twenty);return true;         }else {//此时，钱箱中的所有币种加起来都不足以找零return false;}                      }
}

03 线程初始化

Java中，线程初始化一般有两种方式：

1.继承Thread类，重写run方法

运行线程时，直接使用实例化对象的start方法即可运行线程，原因是Thread类及其子类带有start方法。以下为伪代码

//买票过程
class BuyAndSell extends Thread {//对线程各参数的设定//线程构造方法@Overridepublic void run() {//你要让线程执行的功能，在这里书写          }   }
}
public class Main {public static void main(String args[ ]) {//线程构造，这里使用了向上转型Thread zhang = new BuyAndSell();//运行线程zhang.start();}}

2.实现Runable接口，重写run方法

此时BuyAndSell是一个实现了Runnable接口的实现类，需要将该实现类的对象如下面的zhang,传给Thread类，让Thread类构造线程并调用start方法启动线程。以下为伪代码

class BuyAndSell implements Runnable {//设定线程各参数//线程构造方法等@Overridepublic void run() {//你要让线程执行的功能，在这里书写}  }
}
public class Main {public static void main(String args[ ]) {//线程构造，使用接口向上转型Runnable zhang = new BuyAndSell();//运行线程new Thread(zhang).start();}}

两种方法都可以构造线程，但是实现接口的方式比继承类的方式更灵活，也能减少程序之间的耦合度，是最优之选。因此，我也使用此方式对线程进行构造

//买票过程
class BuyAndSell implements Runnable {private Seller mb;private String name;//买票人名字private int five; private int ten ;private int twenty;public BuyAndSell(Seller mb, String name, int five, int ten, int twenty) {this.mb = mb;this.name = name;this.five = five;this.ten = ten;this.twenty = twenty;}@Overridepublic void run() {// 对公共资源售票员加锁，每当有一个线程办理业务时，不能被其他线程打扰synchronized (mb) {int pay = five*5+ten*10 +twenty*20;//支付的钱System.out.println(name+"拿出"+pay+"元钱买票");
//          try {
//              Thread.sleep(100);
//          } catch (InterruptedException e1) {
//              // TODO Auto-generated catch block
//              e1.printStackTrace();
//          }boolean flag = mb.change(name,five, ten, twenty);while(!flag){System.out.println("钱箱里的钱不足以找零,"+name+"请稍等..\n");try {mb.wait();} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}System.out.println(name+"重新拿出"+pay+"元钱买票");flag = mb.change(name,five, ten, twenty);}
//  此时说明办理成功，有零钱了，唤醒其他线程来争夺资源。即叫没有买到票的人来继续买票mb.notifyAll();                       }       }
}

在run中，使用静态代码块对公共资源售票员加锁，每当有一个受理人办理业务时，不能被其他线程打扰（即该线程拿到了Seller对象mb的锁）。如果钱不够找零（即flag=false）就让这个受理人稍等,即让这个线程wait()（此时，调用wait的同时,也把他原来拿到的锁给释放了）。

有朋友想要继承Thread实现的，我也放这里啦

class BuyAndSell1 extends Thread {private Seller mb;private String name;//买票人名字private int five; private int ten ;private int twenty;public BuyAndSell1(Seller mb, String name, int five, int ten, int twenty) {this.mb = mb;this.name = name;this.five = five;this.ten = ten;this.twenty = twenty;}@Overridepublic void run() {// TODO Auto-generated method stubsynchronized (mb) {int pay = five*5+ten*10 +twenty*20;//支付的钱System.out.println(name+"拿出"+pay+"元钱买票");
//          try {
//              Thread.sleep(100);
//          } catch (InterruptedException e1) {
//              // TODO Auto-generated catch block
//              e1.printStackTrace();
//          }boolean flag = mb.change(name,five, ten, twenty);while(!flag){System.out.println("钱箱里的钱不足以找零,"+name+"请稍等..\n");try {mb.wait();} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}System.out.println(name+"重新拿出"+pay+"元钱买票");flag = mb.change(name,five, ten, twenty);}
//              System.out.println("售票员钱箱里有20元纸币"+mb.getTwenty()+"张，10元纸币"+mb.getTen()+"张，5元纸币"+mb.getFive()+"张\n");mb.notifyAll();}}}

04 业务模拟

主函数中，开始整个业务流程

public class Main {public static void main(String args[ ]) {Seller seller = new Seller(3,0,0);//初始只有3张5元纸币System.out.println("售票员钱箱里有20元纸币"+seller.getTwenty()+"张，10元纸币"+seller.getTen()+"张，5元纸币"+seller.getFive()+"张\n");//构造3个买票过程//Runable 接口实现//张某（拿着20元钞票Runnable zhang = new BuyAndSell(seller,"张某", 0, 0, 1);//李某（拿着10元钞票Runnable li = new BuyAndSell(seller,"李某", 0, 1, 0);//赵某（拿着5元钞票Runnable zhao = new BuyAndSell(seller,"赵某", 1, 0, 0);new Thread(zhang).start();new Thread(li).start();new Thread(zhao).start();/**Thread继承实现//张某（拿着20元钞票Thread zhang = new BuyAndSell1(seller,"张某", 0, 0, 1);//李某（拿着10元钞票Thread li = new BuyAndSell1(seller,"李某", 0, 1, 0);//赵某（拿着5元钞票Thread zhao = new BuyAndSell1(seller,"赵某", 1, 0, 0);zhang.start();li.start();zhao.start();*/}
}

运行结果会随机不同，大概是因为线程会随着cpu时间片的分配随机执行

运行结果1

运行结果2

以上代码，经过本人调试，没有看出问题来。如有问题，多半是编辑错误，欢迎指正！

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01 导语

02 线程同步问题

03 线程初始化

04 业务模拟

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