13.并发编程之线程安全实例练习

Leefs 2022-10-13 PM 1084℃ 0条

[TOC]

### 一、卖票问题练习

> 总共有1000张票，通过循环的方式开启多个线程模拟多人买票场景

```java
/**
 * 卖票问题练习
 */
@Slf4j(topic = "c.ExerciseSell")
public class ExerciseSell {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //模拟多人买票
        TicketWindow window = new TicketWindow(1000);

//所有线程的集合
        List<Thread> threadList = new ArrayList<>();
        //卖出的票数统计
//        List<Integer> amountList = new ArrayList<>();
        //Vector是线程安全的，可以在多线程环境使用
        List<Integer> amountList = new Vector<>();
        for (int i = 0; i < 2000; i++){
            Thread thread = new Thread(() -> {
                // 加个随机睡眠，确保出现问题
                try {
                    Thread.sleep(random(3));
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                //买票(临界区代码)
                int amount = window.sell(random(5));
                //统计买票数
                amountList.add(amount);
            });
            threadList.add(thread);
            thread.start();
        }

// 等待所有线程运行完毕
        for (Thread thread : threadList) {
            thread.join();
        }

//统计卖出的票数和剩余票数
        log.debug("余票:{}",window.getCount());
        log.debug("卖出的票数:{}",amountList.stream().mapToInt(i -> i).sum());
    }

//Random 为线程安全
    static Random random = new Random();

//随机 1~5
    public static int random(int amount){
        return random.nextInt(amount) + 1;
    }
}

//售票窗口
class TicketWindow{
    private int count;

public TicketWindow(int count) {
        this.count = count;
    }

//获取余票数量
    public int getCount() {
        return count;
    }

//售票
    //该操作涉及了对线程外部共享变量count的读写操作,需要线程安全
    public synchronized int sell(int amount){
        if(this.count >= amount) {
            this.count -= amount;
            return amount;
        }else {
            return 0;
        }
    }
}
```

**运行结果**

```
19:22:21.917 c.ExerciseSell [main] - 余票:0
19:22:21.924 c.ExerciseSell [main] - 卖出的票数:1000
```

**分析**

用下面的代码行不行，为什么？

```java
List<Integer> sellCount = new ArrayList<>();
```

+ 不行，因为sellCount会被多个线程共享，必须使用线程安全的实现类。

*注意：只将对count进行修改的一行代码用synchronized括起来也不行。对count大小的判断也必须是为原子操作的一部分，否则也会导致count值异常。*

### 二、转账问题练习

> 通过两个线程来模拟两个用户相互转账场景

```java
@Slf4j(topic = "c.ExerciseTransfer")
public class ExerciseTransfer {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Account a = new Account(1000);
        Account b = new Account(1000);
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 1000; i++){
                a.transfer(b,randomAmount());
            }
        },"t1");

Thread t2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 1000; i++){
                b.transfer(a,randomAmount());
            }
        },"t2");

t1.start();
        t2.start();
        t1.join();
        t2.join();
        // 查看转账2000次后的总金额
        log.debug("total:{}", (a.getMoney() + b.getMoney()));
    }

//Random 为线程安全
    static Random random = new Random();

//随机 1~100
    public static int randomAmount(){
        return random.nextInt(100) + 1;
    }
}

//账户
class Account {
    private int money;

public Account(int money) {
        this.money = money;
    }

public int getMoney() {
        return money;
    }

public void setMoney(int money) {
        this.money = money;
    }

//转账
    //将transfer方法的方法体用同步代码块包裹，将Account.class设为锁对象。
    public void transfer(Account target,int amount){
        synchronized (Account.class){
            if (this.money >= amount){
                this.setMoney(this.getMoney() - amount);
                target.setMoney(target.getMoney() + amount);
            }
        }
    }
}
```

**运行结果**

```
19:33:02.130 c.ExerciseTransfer [main] - total:2000
```

**分析**

这样改正行不行，为什么？

```java
public synchronized void transfer(Account target, int amount) {
    if (this.money > amount) {
        this.setMoney(this.getMoney() - amount);
        target.setMoney(target.getMoney() + amount);
    }
}
```

不行，因为不同线程调用此方法，将会锁住不同的对象

*附参考原文地址*

*《黑马程序员之并发编程》*

标签: 并发编程

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