1.什麽是線程安全問題？

從某個線程開始訪問到訪問結束的整個過程，如果有一個訪問對象被其他線程修改，那麽對於當前線程而言就發生了線程安全問題；

如果在整個訪問過程中，無一對象被其他線程修改，就是線程安全的。

2.線程安全問題產生的根本原因

首先是多線程環境，即同時存在有多個操作者，單線程環境不存在線程安全問題。在單線程環境下，任何操作包括修改操作都是操作者自己發出的，

操作者發出操作時不僅有明確的目的，而且意識到操作的影響。

多個操作者（線程）必須操作同一個對象，只有多個操作者同時操作一個對象，行為的影響才能立即傳遞到其他操作者。

多個操作者（線程）對同一對象的操作必須包含修改操作，共同讀取不存在線程安全問題，因為對象不被修改，未發生變化，不能產生影響。

綜上可知，線程安全問題產生的根本原因是共享數據存在被並發修改的可能，即一個線程讀取時，允許另一個線程修改

看實例:模擬火車站售票窗口，開啟三個窗口售票，總票數為100張

實例一:

package com.yyx.test;

//模擬火車站售票窗口，開啟三個窗口售票，總票數為100張
//存在線程的安全問題
class Window extends Thread {
    static int ticket = 100;

    public void run() {
        while (true) {
            if (ticket > 0) {
                
 
try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "售票，票號為：" + ticket--);
            } else {
                break;
            }
        }
    }
}

 
public class TestWindow {
    public static void main(String[] args) {
        Window w1 = new Window();
        Window w2 = new Window();
        Window w3 = new Window();

        w1.setName("窗口1");
        w2.setName("窗口2");
        w3.setName("窗口3");

        w1.start();
        w2.start();
        w3.start();

    }

}

實例二:

package com.yyx.test;

//使用實現Runnable接口的方式，售票
/*
 * 此程序存在線程的安全問題：打印車票時，會出現重票、錯票
 */

class Window1 implements Runnable {
    int ticket = 100;

    public void run() {
        while (true) {
            if (ticket > 0) {
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "售票，票號為：" + ticket--);
            } else {
                break;
            }
        }
    }
}

public class TestWindow1 {
    public static void main(String[] args) {
        Window1 w = new Window1();
        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

3.線程安全的解決

必須讓一個線程操作共享數據完畢以後，其它線程才有機會參與共享數據的操作

1）線程的同步機制 synchronized

同步代碼塊

package com.yyx.test;

/*      同步代碼塊
 *         synchronized(同步監視器){
 *             //需要被同步的代碼塊（即為操作共享數據的代碼）
 *         }
 *         1.共享數據：多個線程共同操作的同一個數據(變量)
 *         2.同步監視器：由一個類的對象來充當。哪個線程獲取此監視器，誰就執行大括號裏被同步的代碼。俗稱：鎖
 *         要求：所有的線程必須共用同一把鎖！
 *         註：在實現的方式中，考慮同步的話，可以使用this來充當鎖。但是在繼承的方式中，慎用this!
 */
class Window implements Runnable {
    int ticket = 50;// 共享數據

    public void run() {
        while (true) {
            // this表示當前對象，本題中即為w
            synchronized (this) {
                if (ticket > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(500);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "售票，票號為：" + ticket--);
                }
            }
        }
    }
}

public class TestWindow {
    public static void main(String[] args) {
        Window w = new Window();
        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

同步方法

package com.yyx.test;
/*    
 * 同步方法
 * 將操作共享數據的方法聲明為synchronized。即此方法為同步方法，能夠保證當其中一個線程執行
 * 此方法時，其它線程在外等待直至此線程執行完此方法 
 */

class Window implements Runnable {
    int ticket = 50;// 共享數據

    public void run() {
        while (true) {
            show();
        }
    }

    public synchronized void show() {
        if (ticket > 0) {
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "售票，票號為：" + ticket--);
        }

    }
}

public class TestWindow {
    public static void main(String[] args) {
        Window w = new Window();
        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

Java多線程Thread線程安全