多线程编程（四）--线程同步

当使用多个线程来訪问同一个数据时，就easy出现线程安全的问题。比如，银行取钱。当我们去自己主动取款机取钱时。正好还有一个人转账，即多个线程改动同一数据，这时就easy出现线程安全问题。

线程安全

/**
 * 账户类。该类封装了账户编号和剩余金额两个属性
 * @author Emily-T
 *
 */
public class Account {

	//账户编号
	private String accountNo;
	//剩余金额
	private double balance;
	public Account(){}
	
	//构造函数
	public Account(String accountNo,double balance){
		this.accountNo = accountNo;
		this.balance = balance;
	}
	
	//以下两个方法依据accountNo来计算Account的hashCode和推断equals
	public int hashCode(){
		return accountNo.hashCode();
	}
	
	public boolean equals(Object obj){
		if (obj != null && obj.getClass() == Account.class) {
			Account target = (Account) obj;
			return target.getAccountNo().equals(accountNo);
		}
		return false;
	}

	public String getAccountNo() {
		return accountNo;
	}

	public void setAccountNo(String accountNo) {
		this.accountNo = accountNo;
	}

	public double getBalance() {
		return balance;
	}

	public void setBalance(double balance) {
		this.balance = balance;
	}
	
	
	
}

/**
 * 取钱的线程类
 * 
 * @author Emily-T
 *
 */
public class DrawThread extends Thread {

	// 模拟用户账户
	private Account account;

	// 当前取钱线程所希望取的钱数
	private double drawAmount;

	public DrawThread(String name, Account account, double drawAmount) {
		super(name);
		this.account = account;
		this.drawAmount = drawAmount;
	}

	// 当多条线程改动同一个共享数据时，将涉及数据安全问题
	public void run() {
		// 账户剩余金额大于取钱数目
		if (account.getBalance() >= drawAmount) {

			// 吐出钞票
			System.out.println("取钱成功！吐出钞票：" + drawAmount);

//			try {
//				Thread.sleep(1);
//			} catch (InterruptedException e) {
//				e.printStackTrace();
//			}
			// 改动剩余金额
			account.setBalance(account.getBalance() - drawAmount);
			System.out.println("	剩余金额为：" + account.getBalance());
		} else {
			System.out.println(getName() + "取钱失败！剩余金额不足！");
		}
	}
}
/**
 * 启动两个线程
 * @author Emily-T
 *
 */
public class TestDraw {

	public static void main(String[] args){
		//创建一个账户
		Account acct = new Account("1234567",1000);
		//模拟两个线程对同一个账户取钱
		new DrawThread("甲",acct,800).start();
		new DrawThread("乙",acct,800).start();
	}
}

结果：

从结果看来。账户剩余金额仅仅有1000，取出了1600元，剩下-200元。出现这样的结果是由于run方法的方法体不具有同步安全性，程序中有两条并发线程在改动Account对象。

线程同步

改动例如以下：加上同步代码块：

// 当多条线程改动同一个共享数据时，将涉及数据安全问题
	public void run() {

		// 使用account作为同步监视器。不论什么线程进入以下同步代码块之前。必须先获得
		// 对account账户的锁定——其它线程无法获得锁，也就是无法改动它
		// 加锁——改动完毕——释放锁

		synchronized (account) {
			// 账户剩余金额大于取钱数目
			if (account.getBalance() >= drawAmount) {

				// 吐出钞票
				System.out.println("取钱成功！
吐出钞票：" + drawAmount);

				try {
					Thread.sleep(1);
				} catch (InterruptedException e) {
					e.printStackTrace();
				}
				// 改动剩余金额
				account.setBalance(account.getBalance() - drawAmount);
				System.out.println("	剩余金额为：" + account.getBalance());
			} else {
				System.out.println(getName() + "取钱失败。剩余金额不足！");
			}
		}
	}

结果：

不论什么时刻仅仅能有一条线程能够获得对同步监视器的锁定，当同步代码块运行结束后，该线程自然释放了对该同步监视器的锁定。

同步监视器的目的：阻止两条线程对同一个共享资源进行并发訪问。因此通常推荐使用可能被并发訪问的共享资源充当同步监视器。

可变类的线程安全是以降低程序的执行效率为代价的。为了降低程序安全所带来的负面影响。程序能够採用例如以下策略：

1、不要对线程安全类的全部方法都进行同步，仅仅对那些会改变竞争资源的方法进行同步

2、假设可变类有两种执行环境：单线程和多线程环境。则应该为该可变类提供两种版本号：线程不安全版本号和线程安全版本号。在单线程环境中使用线程不安全版本号以保证性能，在多线程环境中使用线程安全版本号。