【高级编程】synchronized 解决并发问题 类的线程安全类型

多线程共享数据引发的问题

模拟 “A” “B” “C” 三人抢票，总票数10张，打印抢票情况以及剩余票数。

public class Site implements Runnable {int count = 10; // 总票数int num = 0;    // 已抢票数@Overridepublic void run() {while (true) {if (count <= 0) {break;}count--;num++;System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "抢到第" + num + "张票，剩余" + count + "张票！");//休眠  模拟网络延时try {Thread.sleep(500);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();
}}}}
public static void main(String[] args) {Site site = new Site();Thread th1 = new Thread(site,"A");Thread th2 = new Thread(site,"B");Thread th3 = new Thread(site,"C");th1.start();th2.start();th3.start();
}

问题

• 不是从第1张票开始

• 存在多人抢到一张票的情况

• 有些票号没有被抢到

• …

多个线程操作同一共享资源时，将引发数据不安全问题

并发问题

synchronized 在 Java 中是一种悲观锁（Pessimistic Lock）的形式。悲观锁假设最坏的情况，即认为数据总是会被其他线程修改，因此在处理数据之前就先获取锁。这样可以避免数据冲突，但也可能导致较高的竞争开销。

同步方法

使用 synchronized 修饰的方法控制对类成员变量的访问，synchronized 就是为当前的线程声明一把锁

访问修饰符 synchronized 返回类型 方法名（参数列表）{……}

synchronized 访问修饰符 返回类型 方法名（参数列表）{……}

使用同步方法的网络购票

public class Site implements Runnable{int count = 10; // 总票数int num = 0;    // 已抢票数@Overridepublic void run() {while(true){if(qg()){ break; }//休眠  模拟网络延时try {Thread.sleep(500); // 休眠半秒} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}public synchronized boolean qg(){if(count <= 0){ return true; }count--;num++;System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到第"+num+"张票，剩余"+count+"张票！");return false;}}

同步代码块

使用 synchronized 关键字修饰的代码块

synchronized(syncObject){// 需要同步的代码
}

• syncObject 为需同步的对象，通常为 this
• 效果与同步方法相同

使用同步代码块的网络购票

public class Site implements Runnable{int count = 10; // 总票数int num = 0;    // 已抢票数@Overridepublic void run() {while(true){//同步synchronized (this){if(count <= 0){ break;}count--;num++;System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到第"+num+"张票，剩余"+count+"张票！");}//休眠  模拟网络延时try {Thread.sleep(500);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();
}}}}

多个并发线程访问同一资源的同步代码块时

• 同一时刻只能有一个线程进入同步代码块

• 当一个线程访问一个同步代码块时，其他同步代码块同样被锁定

• 当一个线程访问一个同步代码块时，其他线程可以访问该资源的非同步代码

线程安全类型

为达到安全性和效率的平衡，可以根据实际场景来选择合适的类型

	方法是否同步	效率比较	适合场景
线程安全	是	低	多线程并发共享资源
非线程安全	否	高	单线程

	Hashtable	HashMap
继承关系	实现了 Map 接口，继承 Dictionary 类	实现了 Map 接口，继承 AbstractMap 类
安全性	线程安全，效率较低	非线程安全，效率较高
键值	键和值都不允许为 null	键和值都允许为 null
	StringBuffer	StringBuilder
安全性	线程安全	非线程安全
适合场景	适用于多线程环境中的字符串大量操作	适用于单线程环境中的字符串拼接

ArrayList

非线程安全

// 查看 ArrayList 类的 add() 方法定义
public boolean add(E e) {ensureCapacityInternal(size + 1); // 集合扩容，确保能新增数据elementData[size++] = e; // 在新增位置存放数据return true;
}

ArrayList 类的 add() 方法为非同步方法。当多个线程向同一个 ArrayList 对象添加数据时，可能出现数据不一致问题

Hashtable

线程安全

Hashtable<String,String> hashtable = new Hashtable<>();
hashtable.put("","");public synchronized V put(K key, V value) {// Make sure the value is not nullif (value == null) {throw new NullPointerException();}// Makes sure the key is not already in the hashtable.......
}

HashMap

非线程安全

HashMap：在多线程环境中，可能会导致数据丢失或结构破坏。

HashMap<String,String> hashMap = new HashMap<>();
hashMap.put("","");public V put(K key, V value) {return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}

Vector

线程安全

Vector vector = new Vector();
vector.add("");public synchronized boolean add(E e) {modCount++;ensureCapacityHelper(elementCount + 1);elementData[elementCount++] = e;return true;
}