线程安全问题的根源

结合前面几个小节的内容，其实不难看出：线程安全问题的根源，就出在多个线程同时操作同一份共享资源上。

要把这个问题处理好，关键就在于保证操作共享资源的那段代码，在任何时刻都只能由一个线程进入。

也正因为如此，Ja va专门提供了线程同步机制。多个线程一旦需要共同使用同一个共享资源，就可以把相关操作放进一个由synchronized关键字修饰的代码块里。

这样的代码块，通常就叫作同步代码块，它的语法格式如下：

synchronized(lock){
// 操作共享资源代码块
...
}

同步代码块的执行过程

在这段代码里，lock就是那个起决定作用的锁对象，也是整个同步代码块能够有序执行的关键。

线程一旦运行到同步代码块，先要看一眼这个锁对象的标志位。默认情况下，标志位是1，这意味着锁当前可用，线程就可以进入同步代码块执行，同时把锁对象的标志位改成0。

接下来，如果有新的线程也走到这里，因为看到标志位已经是0，就没法继续往下执行，只能先阻塞等待。

要等到当前线程把同步代码块执行完，锁对象的标志位重新变回1，后面的线程才有机会进入并执行其中的代码。

整个过程就是这样反复进行，直到共享资源全部处理完成。

说得直白一点，这就像一个公用电话亭，前一个人没打完电话出来，后面的人就只能排队等着。

售票代码的同步改造

接下来将售票的代码放到synchronized区域中进行修改，如文件1所示。

文件1 Example12.ja va

 1    // 定义SaleThread2类实现Runnable接口
 2        class SaleThread2 implements Runnable {
 3            private int tickets = 10;    // 10张票
 4            Object lock = new Object();  // 定义任意一个对象，用作同步代码块的锁
 5            public void run() {
 6                while (true) {
 7                    synchronized (lock) { // 定义同步代码块
 8                        if (tickets > 0) {
 9                            try {
 10                                Thread.sleep(100); // 模拟售票耗时过程
 11                            } catch (InterruptedException e) {
 12                                e.printStackTrace();
 13                            }
 14                            System.out.println(Thread.currentThread().getName() 
 15                                    + " 正在发售第 " + tickets-- + " 张票 ");
 16                        }
 17                    }
 18                }
 19            }
 20        }
 21        public class Example12 {
 22            public static void main(String[] args) {
 23                SaleThread2 saleThread = new SaleThread2();
 24                // 创建并开启四个线程，模拟4个售票窗口
 25                new Thread(saleThread, "窗口1").start();
 26                new Thread(saleThread, "窗口2").start();
 27                new Thread(saleThread, "窗口3").start();
 28                new Thread(saleThread, "窗口4").start();
 29            }
 30        }

运行结果如图1所示。

图1 运行结果

运行结果分析

文件1中，将有关tickets变量的操作全部都放到同步代码块中synchronized (lock) {}。

从图10-16可以看出，售出的票不再出现0和负数的情况，这是因为售票的代码实现了同步，之前出现的线程安全问题得以解决。

注意

同步代码块中的锁对象可以是任意类型的对象，但多个线程共享的锁对象必须是相同的。

“任意”说的是共享锁对象的类型。所以，锁对象的创建代码不能放到run()方法中，否则每个线程运行到run()方法都会创建一个新对象。

这样每个线程都会有一个不同的锁，每个锁都有自己的标志位，线程之间便不能产生同步的效果。

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