一、线程安全

如果有多个线程在同时运行，而这些线程可能会同时运行这段代码。程序每次运行结果和单线程运行的结果是一样的，而且其他的变量的值也和预期的是一样的，就是线程安全的。

1.1、线程安全演示

电影院要卖票，我们模拟电影院的卖票过程。假设要播放的电影是 “火影忍者”，本次电影的座位共100个(本场电影只能卖100张票)。 我们来模拟电影院的售票窗口，实现多个窗口同时卖 “火影忍者”这场电影票(多个窗口一起卖这100张票)需要窗口，采用线程对象来模拟；票使用Runnable接口子类来模拟。 测试类：

public class ThreadDemo { public static void main(String[] args) { //创建票对象 Ticket ticket = new Ticket(); //创建3个窗口 Thread t1 = new Thread(ticket, "买票窗口1"); Thread t2 = new Thread(ticket, "买票窗口2"); Thread t3 = new Thread(ticket, "买票窗口3"); t1.start(); t2.start(); t3.start(); } }

模拟票：

public class Ticket implements Runnable { //共100票 int ticketCount = 100; @Override public void run() { //模拟卖票 while(true){ if (ticket > 0) { //模拟选坐的操作 try { Thread.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖票:" + ticketCount--); } } } }

运行结果发现出现问题票数为-1： 买票窗口1正在卖票:100 买票窗口2正在卖票:99 买票窗口3正在卖票:98 买票窗口1正在卖票:97 …… 买票窗口3正在卖票:6 买票窗口1正在卖票:5 买票窗口3正在卖票:4 买票窗口1正在卖票:2 买票窗口2正在卖票:3 买票窗口1正在卖票:1 买票窗口3正在卖票:0 买票窗口2正在卖票:-1 其实，线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。若每个线程中对全局变量、静态变量只有读操作，而无写操作，一般来说，这个全局变量是线程安全的；若有多个线程同时执行写操作，一般都需要考虑线程同步，否则的话就可能影响线程安全。 我们从内存角度来分析一下： 票只剩下一张的时候： 解决办法：当一个线程进行数据操作的时候，无论是否休眠，其他线程都只能等待。

二、线程同步（线程安全处理Synchronized）

java中提供了线程同步技术，它能够解决上述的线程安全问题。 线程同步的方式有两种： 方式1：同步代码块 方式2：同步方法

2.1、同步代码块

同步代码块: 在代码块声明上 加上synchronized

synchronized (锁对象) { 可能会产生线程安全问题的代码 }

同步代码块中的锁对象可以是任意的对象；但多个线程时，要使用同一个锁对象才能够保证线程安全，这个锁对象也叫监视器。没有锁的线程不能执行。 现在我们使用同步代码块，对电影院卖票案例中Ticket类进行如下代码修改：

class Ticket implements Runnable { //共100票 int ticket = 100; //定义锁对象 Object lock = new Object(); @Override public void run() { //模拟卖票 while(true){ //同步代码块 synchronized (lock){ if (ticket > 0) { //模拟电影选坐的操作 try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖票:" + ticket--); } } } } }

运行结果正常： 买票窗口1正在卖票:100 买票窗口1正在卖票:99 买票窗口1正在卖票:98 …… 买票窗口2正在卖票:3 买票窗口2正在卖票:2 买票窗口2正在卖票:1 当线程遇到同步代码块时，判断对象锁还有没有，如果有，获取锁，进入同步代码块执行。没有锁的线程不能进入同步代码块执行，被挡在同步代码块外面；如果此时在同步代码块中的线程休眠了，那么另外一个线程会执行，当它遇到同步代码块时，因为没有锁对象，所以不能进入同步代码块。

2.2、同步方法

采用同步方法，解决线程的安全问题，好处是：代码比较简洁 同步方法：在方法声明上加上synchronized 同步方法中的锁对象是 this public synchronized void method(){ 可能会产生线程安全问题的代码 } 使用同步方法，对电影院卖票案例中Ticket类进行如下代码修改： public class Ticket implements Runnable { //共100票 int ticket = 100; //定义锁对象 Object lock = new Object(); @Override public void run() { //模拟卖票 while(true){ //同步方法 method(); } } //同步方法,锁对象this public synchronized void method(){ if (ticket > 0) { //模拟选坐的操作 try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖票:" + ticket--); } } }

2.3、静态同步方法

public static synchronized void method(){ 可能会产生线程安全问题的代码 }

静态同步方法中的锁对象是类名.class

四、Lock接口

查阅API，查阅Lock接口描述，Lock 实现提供了比使用 synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作。 Lock接口中的常用方法：

void lock(); //获取锁 void unlock(); //释放锁

我们使用Lock接口，以及其中的lock()方法和unlock()方法替代同步，对电影院卖票案例中Ticket类进行如下代码修改：

public class Ticket implements Runnable { //共100票 int ticket = 100; //创建Lock锁对象 Lock ck = new ReentrantLock(); @Override public void run() { //模拟卖票 while(true){ //synchronized (lock){ ck.lock(); if (ticket > 0) { //模拟选坐的操作 try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖票:" + ticket--); } ck.unlock(); //} } } }

五、死锁

同步锁使用的弊端：当线程任务中出现了多个同步(多个锁)时，如果同步中嵌套了其他的同步。这时容易引发一种现象：程序出现无限等待，这种现象我们称为死锁。关于死锁部分呢？可以参考下这篇博客：死锁详细介绍

六、等待唤醒机制

等待唤醒机制所涉及到的方法： wait（） :等待，将正在执行的线程释放其执行资格和执行权，并存储到线程池中。 notify（）：唤醒，唤醒线程池中被wait()的线程，一次唤醒一个，而且是任意的。 notifyAll（）： 唤醒全部：可以将线程池中的所有wait() 线程都唤醒。 其实，所谓唤醒的意思就是让线程池中的线程具备执行资格。必须注意的是，这些方法都是在同步中才有效。同时这些方法在使用时必须标明所属锁，这样才可以明确出这些方法操作的到底是哪个锁上的线程。 为什么这些操作线程的方法定义在Object类中？ 因为这些方法在使用时，必须要标明所属的锁，而锁又可以是任意对象。能被任意对象调用的方法一定定义在Object类中。 通过一个示例来演示下等待唤醒机制： 输入线程向Resource中输入name ,sex , 输出线程从资源中输出，先要完成的任务是： （1）当input发现Resource中没有数据时，开始输入，输入完成后，叫output来输出。如果发现有数据，就wait(); （2）当output发现Resource中没有数据时，就wait() ；当发现有数据时，就输出，然后，叫醒input来输入数据。 Resource类：

class Resource { private String name; private String sex; private boolean flag = false; public synchronized void set(String name, String sex) { if (flag) try { wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } // 设置成员变量 this.name = name; this.sex = sex; // 设置之后，Resource中有值，将标记该为 true , flag = true; // 唤醒output this.notify(); } public synchronized void out() { if (!flag) try { wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } // 输出线程将数据输出 System.out.println("姓名: " + name + "，性别: " + sex); // 改变标记，以便输入线程输入数据 flag = false; // 唤醒input，进行数据输入 this.notify(); } }

输入线程：

class Input implements Runnable { private Resource r; public Input(Resource r) { this.r = r; } @Override public void run() { int count = 0; while (true) { if (count == 0) { r.set("小明", "男生"); } else { r.set("小花", "女生"); } // 在两个数据之间进行切换 count = (count + 1) % 2; } } }

输出线程：

class Output implements Runnable { private Resource r; public Output(Resource r) { this.r = r; } @Override public void run() { while (true) { r.out(); } } }

测试类：

public class ResourceDemo { public static void main(String[] args) { // 资源对象 Resource r = new Resource(); // 任务对象 Input in = new Input(r); Output out = new Output(r); // 线程对象 Thread t1 = new Thread(in); Thread t2 = new Thread(out); // 开启线程 t1.start(); t2.start(); } }

运行结果： 姓名: 小花，性别: 女生 姓名: 小明，性别: 男生 姓名: 小花，性别: 女生 姓名: 小明，性别: 男生 姓名: 小花，性别: 女生 姓名: 小明，性别: 男生 姓名: 小花，性别: 女生 姓名: 小明，性别: 男生 …… 补充：考虑了下，觉得还是画个图可能好理解一些，将画的图贴出来：