1. 你知道線程安全問(wèn)題嗎？

線程安全問(wèn)題：一般指在多線程模式下，多個(gè)線程對(duì)同一個(gè)共享數(shù)據(jù)進(jìn)行操作時(shí)，第一個(gè)線程還沒(méi)來(lái)得及更新共享數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致另外一個(gè)線程沒(méi)得到最新的數(shù)據(jù)，并更新數(shù)據(jù)，從而產(chǎn)生線程安全問(wèn)題。比較常見的場(chǎng)景有買票。

我舉個(gè)例子吧：

需求：比如買周杰倫演唱會(huì)的門票，此時(shí)有三個(gè)窗口同時(shí)賣總共100張票。窗口就是線程對(duì)象，而100張票的資源，此時(shí)就相當(dāng)于多個(gè)線程去搶占cpu的資源去搶對(duì)票的使用權(quán)。

嘿嘿，這是在大學(xué)時(shí)期和MyGirl去看滴，現(xiàn)在想去看也沒(méi)辦法了。話不多說(shuō)，我們還是來(lái)看看代碼吧：

public class SellTicketDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 創(chuàng)建線程任務(wù)對(duì)象
        Ticket ticket = new Ticket();
        //創(chuàng)建三個(gè)窗口對(duì)象
        Thread thread = new Thread(ticket, "窗口1");
        Thread thread2 = new Thread(ticket, "窗口2");
        Thread thread3 = new Thread(ticket, "窗口3");
        //同時(shí)賣票
        thread.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
    }
}
// 創(chuàng)建Ticket實(shí)現(xiàn)Runnale
class Ticket implements Runnable {
    private int ticket = 100; // 100張周杰倫演唱會(huì)門票
    // 執(zhí)行買票的邏輯
    @Override
    public void run() {
        // 注意每個(gè)窗口都有賣票的權(quán)利
        while (true) {
            if (ticket > 0) { // 有票 可以賣
                // 出票: 因?yàn)檫M(jìn)來(lái)買票，總有出票，總會(huì)慢慢沒(méi)票的吧
                try {
                    // 這里采用sleep稍微等待下，模擬一下出票時(shí)間 。
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                // 獲取當(dāng)前線程對(duì)象的名字
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在賣:" + ticket--);
            }
        }
    }
}

這里講下： 我們創(chuàng)建了Ticket實(shí)現(xiàn)Runnable接口，并重寫里面的run方法實(shí)現(xiàn)買票的功能，并定義了一個(gè)共享的變量。并在main方法中創(chuàng)建了三個(gè)線程去實(shí)現(xiàn)三個(gè)窗口買票的功能。最后我們來(lái)看看結(jié)果吧：

在你多運(yùn)行幾次，可以看到這樣的現(xiàn)象：

1. 賣出了不存在的票，比如0票與-1票，是不存在滴。而且這種情況根本不允許發(fā)生呀，誰(shuí)會(huì)賣0張甚至-1張票呢。
2. 出現(xiàn)多賣相同的票數(shù)，比如8和1這張票被賣了三回。那這就很過(guò)分了呦，一張票還可以賣三個(gè)人哈哈。

這些問(wèn)題的發(fā)生就代表我們剛才是線程不安全的了。那線程安全問(wèn)題具體是什么呢？我們可以總結(jié)得到：

是由全局變量及靜態(tài)變量引起的。若每個(gè)線程中對(duì)全局變量、靜態(tài)變量只有讀操作，而無(wú)寫操作，一般來(lái)說(shuō)，這個(gè)全局變量是線程安全的；若有多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行寫操作，一般都需要考慮線程同步，否則的話就可能影響線程安全。

那可能發(fā)生線程安全問(wèn)題的條件：

1. 是否多線程環(huán)境下，單線程情況去對(duì)數(shù)據(jù)操作，當(dāng)然是沒(méi)什么問(wèn)題滴啦！
2. 是否存在共享變量，如上面的代碼中，定義了一個(gè)全局變量ticket的演唱會(huì)門票，多個(gè)線程會(huì)共享這一變量。
3. 是否存在多條語(yǔ)句操作共享數(shù)據(jù)，如上面的代碼中，你在賣出票后，ticket變量肯定需要減少滴呀，所以對(duì)ticket進(jìn)行了減的操作了。

2. 那如何解決線程安全問(wèn)題呢？

我們可以引入線程同步解決線程安全問(wèn)題。在上面賣票問(wèn)題中，多線程并發(fā)訪問(wèn)一個(gè)資源的安全性問(wèn)題：也就是解決重復(fù)票與不存在票問(wèn)題，Java中提供了同步機(jī)制(synchronized )來(lái)解決。

即具體的解決思路是這樣的：

1.窗口1線程進(jìn)入買票的時(shí)候，窗口2和窗口3線程只能在外等著，此時(shí)是不能進(jìn)行買票的操作的，只能等待窗口1買票完畢后，就進(jìn)入到窗口1和窗口2和窗口3再次搶占cpu的資源去執(zhí)行賣票功能。

2.也就是說(shuō)在某個(gè)線程修改共享資源的時(shí)候，其他線程不能修改該資源，等待修改完畢同步之后，才能去搶奪CPU資源，完成對(duì)應(yīng)的操作，保證了數(shù)據(jù)的同步性，解決了線程不安全的現(xiàn)象。

而synchronized 關(guān)鍵字又給我們提供幾種方法呢：

1.實(shí)現(xiàn)同步代碼塊：synchronized 關(guān)鍵字可以用于方法中的某個(gè)區(qū)塊中，表示只對(duì)這個(gè)區(qū)塊的資源實(shí)行互斥訪問(wèn)。

2.實(shí)現(xiàn)同步方法：使用synchronized 修飾的方法，就叫做同步方法，保證一個(gè)線程執(zhí)行該方法的時(shí)候，其他線程只能在方法外等著。

public class SynchronizedDemo {
    // 加在方法上 實(shí)際是對(duì)this對(duì)象加鎖
    private synchronized void synchronizedTest() {
    }
    // 同步代碼塊,鎖對(duì)象可以是任意的，可以使用this，或者類.class對(duì)象，或者任意對(duì)象都可以
    private void synchronizedTest2(){
        synchronized (this){
        }
    }
    // 加在靜態(tài)方法上 實(shí)際是對(duì)類對(duì)象加鎖
    private synchronized static void synchronizedTest3() {
    }
}

除了synchronized 關(guān)鍵字，還有Lock 鎖，與此種方法需要自己定義鎖的釋放位置。

Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock(); // 自己定義開啟鎖位置
try {
    System. out. println("我們獲得了鎖");
} catch (Exception e) {
} finally {
    System. out. println("我們釋放了鎖");
    lock.unlock();// 需要自己定義釋放鎖位置，不然會(huì)存在死鎖問(wèn)題。
}

那我們總結(jié)下：

我們?cè)趺幢ＷC安全問(wèn)題：

1.使用synchronized關(guān)鍵字，實(shí)現(xiàn)同步代碼塊或者同步方法。達(dá)到保證一個(gè)線程對(duì)資源操作的時(shí)候，其他線程只能等待。

2.用手動(dòng)鎖 Lock，使用Lock鎖出現(xiàn)的位置可以相對(duì)比較靈活，但是必須有釋放鎖的配合動(dòng)作。

兩者的區(qū)別：

1. synchronized 它是Java中的關(guān)鍵字，而Lock是一個(gè)類，它是個(gè)接口一般我們會(huì)使用ReentrantLock來(lái)創(chuàng)建實(shí)例對(duì)象。synchronized 它可以修飾在類、方法、變量中，可以實(shí)現(xiàn)同步代碼塊，而ReentrantLock只適用于代碼塊鎖。
2. synchronized 操作的應(yīng)該是對(duì)象頭中 mark word，而ReentrantLock 底層調(diào)用的是 Unsafe 的park 方法加鎖。
3. ReentrantLock 必須手動(dòng)獲取與釋放鎖，而synchronized 不需要手動(dòng)釋放和開啟鎖。
4. 兩者都是可重入鎖?？芍厝腈i就是允許同一個(gè)線程多次獲取同一把鎖，如果某個(gè)線程已經(jīng)獲得某個(gè)鎖，自己可以再次獲取鎖而不會(huì)出現(xiàn)死鎖。而如果是不可鎖重入的話，就會(huì)造成死鎖。

3. 那你講下死鎖是什么吧？

死鎖是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程（線程）在執(zhí)行過(guò)程中，由于競(jìng)爭(zhēng)資源或者由于彼此通信而造成的一種阻塞的現(xiàn)象，若無(wú)外力作用，它們都將無(wú)法推進(jìn)下去。此時(shí)稱系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)或系統(tǒng)產(chǎn)生了死鎖，這些永遠(yuǎn)在互相等待的進(jìn)程（線程）稱為死鎖進(jìn)程（線程）。

舉個(gè)例子：你和你女朋友吵架，你們開始互掐頭發(fā)，你揪著她秀長(zhǎng)的長(zhǎng)發(fā)，而她揪著你寸頭，你們倆疼痛不比，但是彼此都是暴脾氣，彼此發(fā)狠的說(shuō)你放不放，不放我也不放，看先疼死了！此時(shí)你們互相觀望著對(duì)方，喊著誓不放手?，F(xiàn)在就相當(dāng)產(chǎn)生了死鎖現(xiàn)象，互相等待。

我們來(lái)簡(jiǎn)單演示下線程死鎖的代碼吧：

public class DeadlockDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
        new Thread(myRunnable, "看戲觀眾1看到").start();
        new Thread(myRunnable, "看戲觀眾2看到").start();
    }
}
class MyRunnable implements Runnable {
    Object me = new Object();
    Object myGirl = new Object();
    @Override
    public void run() {
        synchronized (me) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "me：我要掐死你！你放不放呀");
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "me：你放手我就放手！");
            synchronized (myGirl) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "me：你倒是快放手呀！你不疼嗎？");
            }
        }
        synchronized (myGirl) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "myGirl：老娘我才要掐死你！你還不放？你今晚誰(shuí)地板吧！");
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "myGirl：是你放手才對(duì)！");
            synchronized (me) {// t1 , objB, 拿不到A鎖,等待
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "myGirl：看來(lái)你今晚要睡地板啊");
            }
        }
    }
}

先看看結(jié)果：

首先可以看到我們的進(jìn)程還在運(yùn)行狀態(tài)，但是都不往下運(yùn)行代碼了，為什么呢，我們來(lái)分析來(lái)：

此時(shí)的狀態(tài)是線程1在執(zhí)行第二個(gè)synchronized (myGirl) 這個(gè)同步代碼塊里中，還在等待me放手的時(shí)候，此時(shí)線程2又進(jìn)來(lái)了，執(zhí)行了第一個(gè)synchronized (me)這一個(gè)同步代碼塊中，相當(dāng)于把me這個(gè)鎖鎖住了。

而線程1此時(shí)想進(jìn)入第二個(gè)synchronized (me)的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)這個(gè)me的鎖被人拿了就陷入等待狀態(tài)，而線程2發(fā)現(xiàn)要進(jìn)入到第一個(gè)synchronized (myGirl) 中，myGirl又被線程1拿住了，也陷入了等待狀態(tài)。此時(shí)狀態(tài)就是兩個(gè)人在互相等待對(duì)方結(jié)束釋放鎖，陷入了無(wú)限等待的狀態(tài)。

而產(chǎn)生死鎖的必要條件有：

兩個(gè)或兩個(gè)以上的線程在執(zhí)行過(guò)程中，因爭(zhēng)奪資源而造成了互相等待的狀態(tài)。

1. 互斥條件：線程對(duì)于所分配到的資源具有排它性，即一個(gè)資源只能被一個(gè)線程占用，直到被該線程(進(jìn)程)釋放。
2. 請(qǐng)求與保持條件：一個(gè)線程因請(qǐng)求被占用資源而發(fā)生阻塞時(shí)，對(duì)已獲得的資源保持不放，即一個(gè)線程在已經(jīng)有一個(gè)資源的資格后，又提出了新的資源請(qǐng)求。
3. 不剝奪條件：線程已獲得的資源在末使用完之前不能被其他線程強(qiáng)行剝奪，只有自己使用完畢后才釋放資源。
4. 循環(huán)等待條件：當(dāng)發(fā)生死鎖時(shí)，所等待的線程必定會(huì)形成一個(gè)資源的環(huán)形鏈（類似于死循環(huán)），造成永久阻塞。

總結(jié)

這篇文章就到這里了，如果這篇文章對(duì)你也有所幫助，希望您能多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！