多线程之间如何实现同步？

一、为什么会有线程安全问题？

线程安全问题一般是发生再多线程环境，当多个线程同时共享一个全局变量或静态变量做写的操作时候，可能会发生数据冲突问题，也就是线程安全问题，在读的操作不会发生数据冲突问题下面看个简单的买票例子案例:需求现在有100张火车票，有两个窗口同时抢火车票，请使用多线程模拟抢票效果。代码： public class ThreadTrain1 implements Runnable { private int count = 100;

@Override
public void run() {
	while (count > 0) {
		try {
			Thread.sleep(50);
		} catch (Exception e) {
			// TODO: handle exception
		}
		sale();
	}
}

public void sale() {

		System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",出售第" + (100 - count + 1) + "票");
		count--;
	 }
}
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}

public class ThreadDemo { public static void main(String[] args) { ThreadTrain1 threadTrain1 = new ThreadTrain1(); Thread t1 = new Thread(threadTrain1, "①号窗口"); Thread t2 = new Thread(threadTrain1, "②号窗口"); t1.start(); t2.start(); } } 运行结果

我们可以发现一号窗口和二号窗口会卖出重复或者超卖现象，这就是在多线程环境下共享资源造成的线程安全问题

二、如何解决线程安全问题

Synchronized(/'sɪŋkrənaɪzd/) ------相当于自动挡 Lock(/lɒk/ )---jdk1.5并发包才又 ------相当于手动挡

如何解决多线程之间线程安全问题? 答：使用多线程之间同步synchronized或使用锁(lock)。
为什么使用线程同步或使用锁能解决线程安全问题呢？答：将可能会发生数据冲突问题(线程不安全问题)，只能让当前一个线程进行执行。代码执行完成后释放锁，让后才能让其他线程进行执行。这样的话就可以解决线程不安全问题。
什么是多线程之间同步？答：当多个线程共享同一个资源,不会受到其他线程的干扰。
什么地方需要考虑枷锁？答：真正产生共享同一个全局变量的时候。
锁是在什么时候释放的？答：代码执行完毕或者是程序抛出异常，都会把锁释放掉

三、同步

3.1、什么是同步代码块？答:就是将可能会发生线程安全问题的代码，给包括起来。 synchronized(同一个数据){ 可能会发生线程冲突问题 } 就是同步代码块 synchronized(对象) { //这个对象可以为任意对象需要被同步的代码 } 对象如同锁，持有锁的线程可以在同步中执行没持有锁的线程即使获取CPU的执行权，也进不去同步的前提：

必须要有两个或者两个以上的线程
必须是多个线程使用同一个锁必须保证同步中只能有一个线程在运行好处：解决了多线程的安全问题弊端：多个线程需要判断锁，较为消耗资源、抢锁的资源。原理：有一个线程已经拿到了锁，其他线程已经有了cpu执行权，一直排队等待其他线程释放锁。代码样例： private static Object oj = new Object(); public void sale() { // 前提多线程进行使用、多个线程只能拿到一把锁。 // 保证只能让一个线程在执行缺点效率降低 synchronized (oj) { if (count > 0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",出售第" + (100 - count + 1) + "票"); count--; } } } 4、同步函数 4.1、什么是同步函数？答：在方法上修饰synchronized 称为同步函数代码样例： public synchronized void sale() { if (trainCount > 0) { try { Thread.sleep(40); } catch (Exception e) { } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",出售第" + (100 - trainCount + 1) + "张票."); trainCount--; } } 同学们思考问题？同步函数用的是什么锁？答：同步函数使用this锁。证明方式: 一个线程使用同步代码块(this明锁),另一个线程使用同步函数。如果两个线程抢票不能实现同步，那么会出现数据错误。代码： package com.itmayiedu;

class ThreadTrain2 implements Runnable { private int count = 100; public boolean flag = true; private static Object oj = new Object();

@Override
public void run() {
	if (flag) {

		while (count > 0) {

			synchronized (this) {
				if (count > 0) {
					try {
						Thread.sleep(50);
					} catch (Exception e) {
						// TODO: handle exception
					}
					System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",出售第" + (100 - count + 1) + "票");
					count--;
				}
			}

		}

	} else {
		while (count > 0) {
			sale();
		}
	}

}

public synchronized void sale() {
	// 前提 多线程进行使用、多个线程只能拿到一把锁。
	// 保证只能让一个线程 在执行 缺点效率降低
	// synchronized (oj) {
	if (count > 0) {
		try {
			Thread.sleep(50);
		} catch (Exception e) {
			// TODO: handle exception
		}
		System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",出售第" + (100 - count + 1) + "票");
		count--;
	}
	// }
}
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}

public class ThreadDemo2 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { ThreadTrain2 threadTrain1 = new ThreadTrain2(); Thread t1 = new Thread(threadTrain1, "①号窗口"); Thread t2 = new Thread(threadTrain1, "②号窗口"); t1.start(); Thread.sleep(40); threadTrain1.flag = false; t2.start(); } } 5、静态同步函数 5.1、什么是静态同步函数？

方法上加上static(/'stætɪk/)关键字，使用synchronized 关键字修饰或者使用类.class文件。
静态的同步函数使用的锁是该函数所属字节码文件对象
可以用 getClass方法获取，也可以用当前类名.class 表示。代码： synchronized (ThreadTrain.class) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",出售第" + (100 - trainCount + 1) + "张票."); trainCount--; try { Thread.sleep(100); } catch (Exception e) { } } 总结： synchronized 修饰方法使用锁是当前this锁。 synchronized 修饰静态方法使用锁是当前类的字节码文件。多线程死锁 3.1、什么是多线程死锁答:同步中嵌套同步,导致锁无法释放代码： package com.itmayiedu;

class ThreadTrain6 implements Runnable { // 这是货票总票数,多个线程会同时共享资源 private int trainCount = 100; public boolean flag = true; private Object mutex = new Object();

@Override
public void run() {
	if (flag) {
		while (true) {
			synchronized (mutex) {
				// 锁(同步代码块)在什么时候释放？ 代码执行完， 自动释放锁.
				// 如果flag为true 先拿到 obj锁,在拿到this 锁、 才能执行。
				// 如果flag为false先拿到this,在拿到obj锁，才能执行。
				// 死锁解决办法:不要在同步中嵌套同步。
				sale();
			}
		}
	} else {
		while (true) {
			sale();
		}
	}
}

/**
 * 
 * @methodDesc: 功能描述:(出售火车票)
 */
public synchronized void sale() {
	synchronized (mutex) {
		if (trainCount > 0) {
			try {
				Thread.sleep(40);
			} catch (Exception e) {

			}
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",出售 第" + (100 - trainCount + 1) + "张票.");
			trainCount--;
		}
	}
}
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}

public class DeadlockThread {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

	ThreadTrain6 threadTrain = new ThreadTrain6(); // 定义 一个实例
	Thread thread1 = new Thread(threadTrain, "一号窗口");
	Thread thread2 = new Thread(threadTrain, "二号窗口");
	thread1.start();
	Thread.sleep(40);
	threadTrain.flag = false;
	thread2.start();
}
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}

4、多线程有三大特性

原子性一个操作或者多个操作要么全部执行要么就都不执行。
可见性私有内存修改能及时同步到主内存，保证私有和主的可见一致性
有序性程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。

4.1、什么是原子性即一个操作或者多个操作要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断，要么就都不执行。一个很经典的例子就是银行账户转账问题：比如从账户A向账户B转1000元，那么必然包括2个操作：从账户A减去1000元，往账户B加上1000元。这2个操作必须要具备原子性才能保证不出现一些意外的问题。我们操作数据也是如此，比如i = i+1；其中就包括，读取i的值，计算i，写入i。这行代码在Java中是不具备原子性的，则多线程运行肯定会出问题，所以也需要我们使用同步和lock这些东西来确保这个特性了。原子性其实就是保证数据一致、线程安全一部分， 4.2、什么是可见性当多个线程访问同一个变量时，一个线程修改了这个变量的值，其他线程能够立即看得到修改的值。若两个线程在不同的cpu，那么线程1改变了i的值还没刷新到主存，线程2又使用了i，那么这个i值肯定还是之前的，线程1对变量的修改线程没看到这就是可见性问题。 4.3、什么是有序性程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。一般来说处理器为了提高程序运行效率，可能会对输入代码进行优化，它不保证程序中各个语句的执行先后顺序同代码中的顺序一致，但是它会保证程序最终执行结果和代码顺序执行的结果是一致的。如下： int a = 10; //语句1 int r = 2; //语句2 a = a + 3; //语句3 r = a*a; //语句4 则因为重排序，他还可能执行顺序为 2-1-3-4，1-3-2-4 但绝不可能 2-1-4-3，因为这打破了依赖关系。显然重排序对单线程运行是不会有任何问题，而多线程就不一定了，所以我们在多线程编程时就得考虑这个问题了。

五、java内存模型

共享内存模型指的就是Java内存模型(简称JMM)，JMM决定一个线程对共享变量的写入时,能对另一个线程可见。从抽象的角度来看，JMM定义了线程和主内存之间的抽象关系：线程之间的共享变量存储在主内存（main memory）中，每个线程都有一个私有的本地内存（local memory），本地内存中存储了该线程以读/写共享变量的副本。本地内存是JMM的一个抽象概念，并不真实存在。它涵盖了缓存，写缓冲区，寄存器以及其他的硬件和编译器优化。

从上图来看，线程A与线程B之间如要通信的话，必须要经历下面2个步骤：

首先，线程A把本地内存A中更新过的共享变量刷新到主内存中去。
然后，线程B到主内存中去读取线程A之前已更新过的共享变量。下面通过示意图来说明这两个步骤：

如上图所示，本地内存A和B有主内存中共享变量x的副本。假设初始时，这三个内存中的x值都为0。线程A在执行时，把更新后的x值（假设值为1）临时存放在自己的本地内存A中。当线程A和线程B需要通信时，线程A首先会把自己本地内存中修改后的x值刷新到主内存中，此时主内存中的x值变为了1。随后，线程B到主内存中去读取线程A更新后的x值，此时线程B的本地内存的x值也变为了1。从整体来看，这两个步骤实质上是线程A在向线程B发送消息，而且这个通信过程必须要经过主内存。JMM通过控制主内存与每个线程的本地内存之间的交互，来为java程序员提供内存可见性保证。总结：什么是Java内存模型：java内存模型简称jmm，定义了一个线程对另一个线程可见。共享变量存放在主内存中，每个线程都有自己的本地内存，当多个线程同时访问一个数据的时候，可能本地内存没有及时刷新到主内存，所以就会发生线程安全问题。

六、volatile实现线程可见性

Volatile 关键字的作用是变量在多个线程之间可见，但不保证原子性，下面的文章链接讲的非常好，这里不详细说了 juejin.im/post/5afd22…

六、AtomicInteger原子类

AtomicInteger是一个提供原子操作的Integer类，通过线程安全的方式操作加减。下面是个例子可以运行对比下count和atomicInteger的结果会发现无论运行多少次，atomicInteger的结果都是正确的 package com;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class VolatileNoAtomic extends Thread { static int count = 0; private static AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);

@Override
public  void  run() {
	for (int i = 0; i < 1000; i++) {
		//等同于i++
		atomicInteger.incrementAndGet();
		count++;
	}
	System.out.println(atomicInteger+","+count);
}

public static void main(String[] args) {
	// 初始化10个线程
	VolatileNoAtomic[] volatileNoAtomic = new VolatileNoAtomic[10];
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		// 创建
		volatileNoAtomic[i] = new VolatileNoAtomic();
	}
	for (int i = 0; i < volatileNoAtomic.length; i++) {
		volatileNoAtomic[i].start();
	}
}
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} 上面只是简单的一个原子类的介绍，详细的可以看以下链接说的很好 blog.csdn.net/xiaoliuliu2…

七、volatile(/'vɒlətaɪl/)与synchronized(/'sɪŋkrənaɪzd/)区别

仅靠volatile不能保证线程的安全性。（原子性） ①volatile轻量级，只能修饰变量。synchronized重量级，还可修饰方法 ②volatile只能保证数据的可见性，不能用来同步，因为多个线程并发访问volatile修饰的变量不会阻塞。 synchronized不仅保证可见性，而且还保证原子性，因为，只有获得了锁的线程才能进入临界区，从而保证临界区中的所有语句都全部执行。多个线程争抢synchronized锁对象时，会出现阻塞。线程安全性线程安全性包括两个方面，①可见性。②原子性。从上面自增的例子中可以看出：仅仅使用volatile并不能保证线程安全性。而synchronized则可实现线程的安全性。八、ThreadLocal深度解析 www.imooc.com/article/255…