线程安全问题及解决

1.前言

当我们使用多个线程访问同一资源时(可以是同一变量，同一文件，同一条记录)，若多个线程只要只读操作，则不会发生线程安全问题;如果多个线程既有可读又有可写操作时，将可能导致线程安全问题.

2.提出问题

例 : 三个人对银行账户存储的100块存款进行取钱，如果该账户还有存款，就可以取.该问题可能发生线程安全问题吗？

3.继承Thread类的方式进行模拟 : 

public class ThreadTest {public static void main(String[] args) {MulterThread t1 = new MulterThread("线程-1");MulterThread t2 = new MulterThread("线程-2");MulterThread t3 = new MulterThread("线程-3");t1.start();t2.start();t3.start();}
}
class MulterThread extends Thread {static int change = 100;public MulterThread() {super();}public MulterThread(String name) {super(name);}@Overridepublic void run() {while(true) {if (change > 0) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t\t" + change);change--;} else {break;}}}
}控制台 : 
//显然有问题，100的时候被取的两次
线程-2		100
线程-1		100
线程-2		99
线程-1		98
线程-2		97
线程-1		96
线程-2		95
线程-1		94
线程-1		92
线程-2		93
略

注 : 

• 为什么change变量要声明为static : 如果不声明为static，那么new了三个MulterThread对象，就会有300块的存款，与抢占同一资源的场景不符.
• 为什么会出现两次100呢 : 很显然，每次运行结果不一样，按该次运行结果举例.当线程2调用run()方法进入输出语句的时候，执行到下一句change--还需要一段时间，而此时线程1也调用了run()，并也执行到了输出语句，此时change--语句并未执行，所以二者都打印的是100.

3.实现Runnable接口的方法进行模拟

public class RunnableTest {public static void main(String[] args) {A a = new A();Thread t1 = new Thread(a);Thread t2 = new Thread(a);Thread t3 = new Thread(a);t1.start();t2.start();t3.start();}}
class A implements Runnable{int change = 100;@Overridepublic void run() {while (true) {if (change > 0) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t\t" + change);change--;} else {break;}}}
}控制台 : 
Thread-1		100
Thread-1		99
Thread-1		98
Thread-0		100
Thread-1		97
Thread-0		96
Thread-2		100
Thread-0		94
Thread-1		95
Thread-1		91
略

注 : 

• 为什么change变量不用static修饰 : 只调用一次new创建了A的一个对象，并作为同一个实参传入到Thread类中.因为只new了一次，所以change只有一份.
• 为什么会出现三次100 : 与上同.

4.解决方案

必须满足一个线程在操作change时，其他线程必须等待，直到该线程操作完成后，其他线程才可以进来操作change.

5.方式1 : 同步代码块

(1). 格式

synchronized(同步监视器){

    //需要被同步的代码

}

(2). 利用锁来解决继承Thread类带来的线程安全问题.

@Overridepublic void run() {while(true) {synchronized (MulterThread.class){if (change > 0) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t\t" + change);change--;} else {break;}}}}

(3). 利用锁来解决实现接口带来的线程安全问题 : 

@Overridepublic void run() {while (true) {synchronized (this){if (change > 0) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t\t" + change);change--;} else {break;}}}}

说明 : 

• 需要被同步的代码，即为操作共享数据的代码.
• 共享数据 : 即多个线程可以操作的数据 : 如该处的change.
• 需要被同步的代码，在被synchronized包裹后，就使得一个线程操作共享数据时，其他线程需等待.
• 同步监视器(锁) : 哪个线程获得了锁，哪个线程就可以执行被同步的代码.
• 锁可以由任何对象充当，但必须多个线程共用同一个同步监视器.(即该监视器必须唯一).
• 继承Thread类 : 锁----＞类名.class
• 实现接口 : 锁------＞this