Java Tread多线程（2）多线程安全问题

作者 ：卿笃军

原文地址：http://blog.csdn.net/qingdujun/article/details/39348093

本文演示，Tread多线程安全问题，以及几种解决多线程安全方式（线程同步）。

1）一个线程不安全的Demo

2）线程同步（synchronized，函数同步，this锁，Class对象锁）

一、小Demo演示引出线程安全问题：

package thread.runable1.qdj;
//1.定义类实现Runnable接口
class RunDemo1 implements Runnable
{
	private int x = 5;
	//2.覆盖Runnable接口中的run方法
	//将线程代码存放在run中
	public void run() 
	{
		while (true)
		{
			if (x > 0)
			{
				//加入sleep()，注意：sleep()会抛出异常
				try {
					Thread.sleep(10);  //让线程睡眠10ms
				} catch (Exception e) {
					e.printStackTrace();
				}
				System.out.println("Runnable:"+x);
				--x;
			}
		}
	}
}
public class CRunableDemo1 {

	public static void main(String[] args) {
		RunDemo1 r = new RunDemo1();
		//3.通过Thread类建立线程对象，并将Runnable接口的子类对象作为參数
		Thread t1 = new Thread(r);
		Thread t2 = new Thread(r);
		Thread t3 = new Thread(r);
		Thread t4 = new Thread(r);
		//4.使用start开启线程
		t1.start();
		t2.start();
		t3.start();
		t4.start();
	}
}

执行显示结果：

以上打印出了0，-1，-2等数字。发现没？（线程出问题了吧！

！！

）
问题：出问题的解决办法是什么呢？

解释：线程1进入，强制睡眠10ms。此时线程2进入，又强制睡眠10ms；线程3进入又强制睡眠10ms。线程4进入再强制睡眠10ms；

注意，以上4个线程睡眠时都已经进入了if语句，进入的时候x>0还是成立的；

好了。线程1醒来，開始打印打印5,4,3,2，这时候--x还没运行。线程2就醒来了。抢去了cpu的运行权.....................

二、线程同步

问题：对于上面的问题，我们是不是能够採取一个这种措施？当线程1运行run代码段的时候。我们不让其它的线程来运行，直到线程1运行完，其它的线程才干够进入。

解决方式：好在Java里面本来就有这种函数。将代码段包裹起来。就能够达到上面问题描写叙述的效果。

函数名：synchronized，须要一个參数。随便传个对象就ok了（详细參数差别分析。请往下拉见附录1）。

1）一个简单的解决方式：

package thread.runable1.qdj;
//1.定义类实现Runnable接口
class RunDemo1 implements Runnable
{
	private int x = 5;
	Object obj = new Object();
	//2.覆盖Runnable接口中的run方法
	//将线程代码存放在run中
	public void run() 
	{
		while (true)
		{
			synchronized (obj) 
			{
				if (x > 0)
				{
					//加入sleep()。注意：sleep()会抛出异常
					try {
						Thread.sleep(10);  //让线程睡眠10ms
					} catch (Exception e) {
						e.printStackTrace();
					}
					System.out.println("Runnable:"+x);
					--x;
				}
			}
		}
	}
}
public class CRunableDemo1 {

	public static void main(String[] args) {
		RunDemo1 r = new RunDemo1();
		//3.通过Thread类建立线程对象，并将Runnable接口的子类对象作为參数
		Thread t1 = new Thread(r);
		Thread t2 = new Thread(r);
		Thread t3 = new Thread(r);
		Thread t4 = new Thread(r);
		//4.使用start开启线程
		t1.start();
		t2.start();
		t3.start();
		t4.start();
	}
}

2）换一种更简单的解决方法：函数同步（将synchronized直接加入在函数前面）

说明：有没有发现，函数就是对多个语句的打包？可是，函数仅仅是打包。而没有像上面的synchronized一样实现同步。可是有一种方法能够达到这个效果。看以下的小Demo就明确了。

package thread.runable1.qdj;
//同步函数
class SynFunc 
{
	private int x = 5;
	public synchronized void aFunc()
	{
		while (true)
		{
			if (x > 0)
			{
				//加入sleep()，注意：sleep()会抛出异常
				try {
					Thread.sleep(10);  //让线程睡眠10ms
				} catch (Exception e) {
					e.printStackTrace();
				}
				System.out.println("Runnable:"+x);
				--x;
			}
		}
	}
}
//1.定义类实现Runnable接口
class RunDemo1 implements Runnable
{
	private SynFunc syn = new SynFunc();
	//2.覆盖Runnable接口中的run方法
	//将线程代码存放在run中
	public void run() 
	{
		syn.aFunc();
	}
}
public class CRunableDemo1 {

	public static void main(String[] args) {
		RunDemo1 r = new RunDemo1();
		//3.通过Thread类建立线程对象，并将Runnable接口的子类对象作为參数
		Thread t1 = new Thread(r);
		Thread t2 = new Thread(r);
		Thread t3 = new Thread(r);
		Thread t4 = new Thread(r);
		//4.使用start开启线程
		t1.start();
		t2.start();
		t3.start();
		t4.start();
	}
}

附录1：对于函数锁中synchronized中的參数的解释分析（我们先看一下以下这个小Demo）

package thread.runable1.qdj;

//1.定义类实现Runnable接口
class RunDemo1 implements Runnable
{
	private int x = 100;
	Object obj = new Object();
	boolean flag = true;
	//2.覆盖Runnable接口中的run方法
	//将线程代码存放在run中
	public void run() 
	{
		if (flag)
		{
			while (true)
			{
				synchronized(obj)
				{
					if (x > 0)
					{
						//加入sleep()，注意：sleep()会抛出异常
						try {
							Thread.sleep(10);  //让线程睡眠10ms
						} catch (Exception e) {
							e.printStackTrace();
						}
						System.out.println("Runnable:"+x);
						--x;
					}
				}
			}
		}
		else 
		{
			while (true)
				aFunc();
		}
	}
	public synchronized void aFunc()
	{
		while (true)
		{
			if (x > 0)
			{
				//加入sleep()，注意：sleep()会抛出异常
				try {
					Thread.sleep(10);  //让线程睡眠10ms
				} catch (Exception e) {
					e.printStackTrace();
				}
				System.out.println("Runnable:"+x);
				--x;
			}
		}
	}
}
public class CRunableDemo1 {

	public static void main(String[] args) {
		RunDemo1 r = new RunDemo1();
		//3.通过Thread类建立线程对象。并将Runnable接口的子类对象作为參数
		Thread t1 = new Thread(r);
		Thread t2 = new Thread(r);
		//4.使用start开启线程
		t1.start();
		//加入sleep()。注意：sleep()会抛出异常
		try {
			Thread.sleep(10);  //让线程睡眠10ms
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		r.flag = false;
		t2.start();
	}
}

郁闷吧，又出现线程安全问题了，但是我们分明都加了锁的呀？这是什么原因导致的呢？事实上，问题就出在了。synchronized里面的參数上。

函数同步锁定的是this，而上面的小Demo里面，一个是函数同步锁（this），另外一个是obj锁，发现没？解决方式：将obj锁改为this锁就没问题了。

解决后的小Demo：

package thread.runable1.qdj;

//1.定义类实现Runnable接口
class RunDemo1 implements Runnable
{
	private int x = 100;
	Object obj = new Object();
	boolean flag = true;
	//2.覆盖Runnable接口中的run方法
	//将线程代码存放在run中
	public void run() 
	{
		if (flag)
		{
			while (true)
			{
				synchronized(this)
				{
					if (x > 0)
					{
						//加入sleep()，注意：sleep()会抛出异常
						try {
							Thread.sleep(10);  //让线程睡眠10ms
						} catch (Exception e) {
							e.printStackTrace();
						}
						System.out.println("Runnable:"+x);
						--x;
					}
				}
			}
		}
		else 
		{
			while (true)
				aFunc();
		}
	}
	public synchronized void aFunc()
	{
		while (true)
		{
			if (x > 0)
			{
				//加入sleep()，注意：sleep()会抛出异常
				try {
					Thread.sleep(10);  //让线程睡眠10ms
				} catch (Exception e) {
					e.printStackTrace();
				}
				System.out.println("Runnable:"+x);
				--x;
			}
		}
	}
}
public class CRunableDemo1 {

	public static void main(String[] args) {
		RunDemo1 r = new RunDemo1();
		//3.通过Thread类建立线程对象，并将Runnable接口的子类对象作为參数
		Thread t1 = new Thread(r);
		Thread t2 = new Thread(r);
		//4.使用start开启线程
		t1.start();
		//加入sleep()。注意：sleep()会抛出异常
		try {
			Thread.sleep(10);  //让线程睡眠10ms
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		r.flag = false;
		t2.start();
	}
}

附录2：提出另外一个问题，既然函数同步锁定的是this，那么例如以下的这个函数要怎样解释？静态函数没有this，怎样锁定？

public static synchronized void aFunc()
	{
		while (true)
		{
			if (x > 0)
			{
				//加入sleep()，注意：sleep()会抛出异常
				try {
					Thread.sleep(10);  //让线程睡眠10ms
				} catch (Exception e) {
					e.printStackTrace();
				}
				System.out.println("Runnable:"+x);
				--x;
			}
		}
	}

事实上这里static函数的锁是Class对象。以下注意看例如以下小Demo中synchronized的參数。

解决后的小Demo：

package thread.runable1.qdj;

//1.定义类实现Runnable接口
class RunDemo1 implements Runnable
{
	private static int x = 100;
	boolean flag = true;
	//2.覆盖Runnable接口中的run方法
	//将线程代码存放在run中
	public void run() 
	{
		if (flag)
		{
			while (true)
			{
				synchronized(RunDemo1.class)
				{
					if (x > 0)
					{
						//加入sleep()，注意：sleep()会抛出异常
						try {
							Thread.sleep(10);  //让线程睡眠10ms
						} catch (Exception e) {
							e.printStackTrace();
						}
						System.out.println("Runnable:"+x);
						--x;
					}
				}
			}
		}
		else 
		{
			while (true)
				aFunc();
		}
	}
	public static synchronized void aFunc()
	{
		while (true)
		{
			if (x > 0)
			{
				//加入sleep()，注意：sleep()会抛出异常
				try {
					Thread.sleep(10);  //让线程睡眠10ms
				} catch (Exception e) {
					e.printStackTrace();
				}
				System.out.println("Runnable:"+x);
				--x;
			}
		}
	}
}
public class CRunableDemo1 {

	public static void main(String[] args) {
		RunDemo1 r = new RunDemo1();
		//3.通过Thread类建立线程对象。并将Runnable接口的子类对象作为參数
		Thread t1 = new Thread(r);
		Thread t2 = new Thread(r);
		//4.使用start开启线程
		t1.start();
		//加入sleep()，注意：sleep()会抛出异常
		try {
			Thread.sleep(10);  //让线程睡眠10ms
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		r.flag = false;
		t2.start();
	}
}

执行显示结果：（同上）

參考文献：Java视频 毕向东 主讲

原文地址：http://blog.csdn.net/qingdujun/article/details/39348093