从代码的角度理解线程安全与不安全

约定不等于承诺〃 2022-12-09 02:27 169阅读 0赞

## 写在前面 ##

在学习java的过程中，HashMap和Hashtable，StringBuilder和StringBuffer等等，他们俩俩之间，前者属于线程不安全，后者属于线程安全，在实际开发过程中，小项目基本不用考虑这些，但涉及到一些类似交易，转账等功能时，线程安全就是很有必要的！

## 线程安全与不安全的理解 ##

最常说的例子，用户取钱：假设A和B同时去不同ATM上取同一张账户的1000块钱，如果是线程不安全，那么A和B同时取钱时，就可能出现俩人都取到1000块钱，那么这俩人就发财了，而如果线程安全呢，就只有一个人能取出来1000块钱，另外一个人再取就是余额不足。

## 代码实现 ##

实现上述取钱的例子

创建一个账户类

// 银行账户类
    public class Account {
    
    //    private final Lock lock=new ReentrantLock();
    
        // 余额
        private double money =1000;
    
        public double getMoney() {
            return money;
        }
    
        public Account() { }
    
    
        // 取钱
        /*
            在实例方法上使用synchronized，锁的一定是this对象。
            这种方式不灵活，另外表示整个方法都需要同步，可能会无故扩大同步的范围。
            导致程序的效率降低。所以这种方式不常用。
    
            synchronized使用在实例方法上有什么优点？
                就是代码比较少，写一个synchronized关键字就行。
    
            如果共享的对象就是this，并且需要同步的代码是整个方法体，建议在实例方法上
            添加synchronized关键字修饰，因为需要同步的确实是整个方法体。
         */
        // 也可以在实例方法上，加synchronized，这样就扩大了安全的范围，同样效率就变低了
        // public synchronized  void withdraw(int m) {
        public void withdraw(int m) {
            //lock.lock();
            // 以下代码是需要线程排队的
            //synchronized (this) {  // 括号里的参数传一个对象，只要对象必须是线程所共享的就行，也可以不是this
            // 模拟网络延迟
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
    
            this.money = this.money - m;
            //lock.unlock();
            //}
        }
    }

上述的例子注释中有实现锁的三种方式，都可以实现线程安全，现在先不开启，后面对比一下开启与不开启的区别，就可以更能理解的看到线程安全与不安全了。

创建一个线程运行类，可以理解为不同的取钱点。

// 线程运行类
    public class AccountThread implements Runnable {
    
    
        // 线程共享一个账户
        private Account account;
    
        // 取钱的数目
        private int money;
    
        public AccountThread(Account account, int money) {
            this.account = account;
            this.money = money;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            // 开始取钱
            account.withdraw(money);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "取钱" + money + "元成功，剩余" + account.getMoney() + "元。");
        }
    }

测试类

public class Test01 {
        public static void main(String[] args) {
            // 创建银行账户，里边初始有1000
            Account account = new Account();
    
    
            // 俩个地点取钱
            AccountThread at1 = new AccountThread(account, 200);
            AccountThread at2 = new AccountThread(account, 100);
    
            Thread t1 = new Thread(at1);
            Thread t2 = new Thread(at2);
    
            // 设置name
            t1.setName("t1");
            t2.setName("t2");
    
            // 启动线程，开始取钱
            t1.start();
            t2.start();
    
        }
    
    }

### 线程非安全下运行结果： ###

多运行几次，会出现时而取钱正确，时而取钱错误。

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### 线程安全下运行结果： ###

开启账户类中的任意一种（有三种方式：分别是 同步代码块 、同步方法和锁机制(Lock)）线程安全的方式，即可保证输出无误。

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