三个窗口卖票的例子解决线程安全问题

1.问题：买票过程中，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，知道线程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。(线程安全问题的前提：有共享数据)

方式一：同步代码块

synchronized(同步监视器){
    //需要被同步的代码(或操作共享数据的代码)
}
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(变成单线程会效率低，也有可能会出错)，也不能包含代码少了(没包的会阻塞))
      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。(特别注意！！！！！)
      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(具体问题具体分析)this充当同步监视器

class window1 implements Runnable{
    private int ticket = 100;
//    Object obj = new Object();
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            synchronized (this) {//此时的this:唯一的Window1的对象
//            synchronized(obj) {
                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 WindowTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        window1 w = new window1();//只造了一个对象，所以100张票共享
        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);
        t1.setName("线程1");
        t2.setName("线程2");
        t3.setName("线程3");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

class Window extends Thread{
    private static int ticket = 100;//三个窗口共享：声明为static
    private static Object obj = new Object();
    @Override
    public void run() {
        while(true) {
//                synchronized (obj) {
              synchronized (Window.class){//Class clazz = Window.class,Window.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 WindowTest {
    public static void main(String[] args) {
        Window t1 = new Window();
        Window t2 = new Window();
        Window t3 = new Window();
        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

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。
       4.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

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 window3 implements Runnable{
    private int ticket = 100;
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            show();
        }
    }
    public synchronized void show(){//同步监视器：this(未显示声明而已)
        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 WindowTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        window3 w = new window3();
        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);
        t1.setName("线程1");
        t2.setName("线程2");
        t3.setName("线程3");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

class Window4 extends Thread{
    private static int ticket = 100;//三个窗口共享：声明为static
    @Override
    public void run() {
        while(true){
           show();
        }
    }
    private static synchronized void show() {//同步监视器：Window4.class(类)
//        private synchronized void show() {//同步监视器：t1,t2,t3。此种解决方式是错误的
        if(ticket > 0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为：" + ticket);
            ticket--;
        }
    }
}
public class WindowTest4 {
    public static void main(String[] args) {
        Window4 t1 = new Window4();
        Window4 t2 = new Window4();
        Window4 t3 = new Window4();
        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

方式三：Lock锁—JDK5.0新增

JDK5.0开始，Java提供了更强大的线程同步机制—通过显式定义同步锁对象来实现同步，同步锁使用Lock对象充当。

java.util.concurrent.locks接口是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。锁提供了对共享资源的独占访问，每次只能有一个线程对Lock对象加锁，线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象

ReentrantLock类实现了Lock，它拥有与synchronized相同的并发性和内存语义，在实现线程安全的控制中，比较常用的是ReentrantLock,可以显式加锁，释放锁。

class Window implements Runnable{
    private int ticket = 100;
    //1.实例化ReentrantLock
    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            try{
                //2.调用锁定方法：lock()
                lock.lock();
                if(ticket > 0){
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                     }catch (InterruptedException e){
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "售票，票号为：" + ticket);
                    ticket--;
                }else{
                    break;
                }
            }  finally{
                //3.调用解锁方法：unlock();
                lock.unlock();
            }
        }
    }
}
public class LockTest {
    public static void main(String[] args) {
        Window w = new Window();
        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();
    }
}

线程的死锁问题

1.死锁的理解：不同的线程分别占用对方需要的同步资源不放弃，都在等待对方放弃自己的需要
的同步资源，就形成了线程的死锁。
2.说明：
>出现死锁后，不会出现异常，不会出现提示，只是所有的线程都处于阻塞状态，无法继续
>我们使用同步时，要避免出现死锁

3.解决方法

A.专门的算法、原则 B.尽量减少同步资源的定义 C.尽量避免嵌套同步

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer s1 = new StringBuffer();
        StringBuffer s2 = new StringBuffer();
        new Thread(){//匿名的方式继承
            @Override
            public void run() {
               synchronized(s1){
                   s1.append("a");
                   s2.append("1");
                   try {
                       Thread.sleep(100);//增加死锁出现概率
                   } catch (InterruptedException e) {
                       e.printStackTrace();
                   }
                   synchronized (s2){
                       s1.append("b");
                       s2.append("2");
                       System.out.println(s1);
                       System.out.println(s2);
                   }
               }
            }
        }.start();
        new Thread(new Runnable(){//匿名的方式实现Runnable接口
            @Override
            public void run() {
                synchronized (s2){
                    s1.append("c");
                    s2.append("3");
                    try {
                        Thread.sleep(100);//增加死锁出现概率
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    synchronized (s1){
                        s1.append("d");
                        s2.append("4");
                        System.out.println(s1);
                        System.out.println(s2);
                    }
                }
            }
        }).start();
    }
}