Java多線程+鎖機制實現(xiàn)簡單模擬搶票的項目實踐

更新時間：2024年02月03日 09:42:18 作者：帥龍之龍

鎖是一種同步機制,用于控制對共享資源的訪問,在線程獲取到鎖對象后,可以執(zhí)行搶票操作,本文主要介紹了Java多線程+鎖機制實現(xiàn)簡單模擬搶票的項目實踐,具有一定的參考價值,感興趣的可以了解一下

前言

鎖是一種同步機制，用于控制對共享資源的訪問。鎖的作用是確保同一時間只有一個線程可以訪問共享資源，也就是說保證了線程安全。因此在并發(fā)編程中，鎖是相當重要的。

一、基本概念

1.為什么需要鎖？

（1）多任務(wù)環(huán)境中才需要；
（2）任務(wù)都需要對同一共享資源進行寫操作；
（3）對資源的訪問是互斥的；

2.Syncronized與Lock的區(qū)別

（1）syncronized是jvm層面的內(nèi)置關(guān)鍵字，lock是java的一個接口；
（2）syncronized實現(xiàn)線程同步時，若線程一阻塞，線程二則一直等待，lock則不會，會自動結(jié)束線程；
（3）syncronized會自動釋放鎖，lock需要手動在finally里釋放（unlock），syncronized無法判斷是否獲得鎖的狀態(tài)，lock可以；
（4）syncronized的鎖可重入、不可中斷、非公平，lock的鎖可重入、可中斷、公平；
（5）lock適合大量同步代碼的同步問題，syncronized適合少量；

3.常見的鎖

（1）sychronized：非公平、悲觀、獨享、互斥、可重入的重量級鎖
（2）ReentrantLock：默認非公平但可實現(xiàn)公平的、悲觀、獨享、互斥、可重入、重量級鎖
（3）ReentrantReadWriteLock：默認非公平但是可實現(xiàn)公平的、悲觀、寫?yīng)毾?、讀共享、讀寫、可重入、重量級鎖

4.缺點

jvm鎖解決不了分布式環(huán)境多任務(wù)對共享資源競爭的協(xié)同操作問題。

二、模擬搶票

（1）不用鎖的情況，會出現(xiàn)重賣問題，應(yīng)避免重賣還有超賣問題

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        DiyThread diyThread = new DiyThread();
        Thread t1 = new Thread(diyThread,"窗口A");
        Thread t2 = new Thread(diyThread,"窗口B");
        Thread t3 = new Thread(diyThread,"窗口C");
        Thread t4 = new Thread(diyThread,"窗口D");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t4.start();
    }
}

class DiyThread implements Runnable {
    // 成員變量(實例變量)：隨著對象的創(chuàng)建而存在，隨著對象的回收而釋放，存儲在堆內(nèi)存的對象中
    private int count = 100;

    // 靜態(tài)變量(類變量)：隨著類的加載而存在，隨著類的消失而消失，存儲在方法區(qū)(共享數(shù)據(jù)區(qū))的靜態(tài)區(qū)
    // private static int count = 100;

    public void run() {
        while (true) {
            if (count > 0) {
                // 不用鎖的情況，會出現(xiàn)重賣問題
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " -> 售出第" + count + "張火車票");
                count--;
                try {
                    // 睡眠50毫秒
                    Thread.sleep(50);
                } catch (Exception e) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : 出現(xiàn)異常 -> " + e.getMessage());
                }
            } else {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : 票已售完");
                break;
            }
        }
    }
}

（2）使用【同步代碼塊】使線程串行同步，不然會出現(xiàn)線程不安全的問題

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        DiyThread diyThread = new DiyThread();
        Thread t1 = new Thread(diyThread,"窗口A");
        Thread t2 = new Thread(diyThread,"窗口B");
        Thread t3 = new Thread(diyThread,"窗口C");
        Thread t4 = new Thread(diyThread,"窗口D");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t4.start();
    }
}

class DiyThread implements Runnable {
    // 成員變量(實例變量)：隨著對象的創(chuàng)建而存在，隨著對象的回收而釋放，存儲在堆內(nèi)存的對象中
    private int count = 100;

    // 靜態(tài)變量(類變量)：隨著類的加載而存在，隨著類的消失而消失，存儲在方法區(qū)(共享數(shù)據(jù)區(qū))的靜態(tài)區(qū)
    // private static int count = 100;

    public void run() {
        while (true) {
            synchronized(this) {
                if (count > 0) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " -> 售出第" + count + "張火車票");
                    count--;
                    try {
                        // 睡眠50毫秒
                        Thread.sleep(50);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : 出現(xiàn)異常 -> " + e.getMessage());
                    }
                } else {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : 票已售完");
                    break;
                }
            }
        }
    }
}

（3）使用【synchronized】同步函數(shù)使線程串行同步，不然會出現(xiàn)線程不安全的問題

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        DiyThread diyThread = new DiyThread();
        Thread t1 = new Thread(diyThread,"窗口A");
        Thread t2 = new Thread(diyThread,"窗口B");
        Thread t3 = new Thread(diyThread,"窗口C");
        Thread t4 = new Thread(diyThread,"窗口D");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t4.start();
    }
}

class DiyThread implements Runnable {
    // 成員變量(實例變量)：隨著對象的創(chuàng)建而存在，隨著對象的回收而釋放，存儲在堆內(nèi)存的對象中
    private int count = 100;

    // 靜態(tài)變量(類變量)：隨著類的加載而存在，隨著類的消失而消失，存儲在方法區(qū)(共享數(shù)據(jù)區(qū))的靜態(tài)區(qū)
    // private static int count = 100;

    public void run() {
        sale();
    }

    private synchronized void sale() {
        while (true) {
            if (count > 0) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " -> 售出第" + count + "張火車票");
                count--;
                try {
                    // 睡眠50毫秒
                    Thread.sleep(50);
                } catch (Exception e) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : 出現(xiàn)異常 -> " + e.getMessage());
                }
            } else {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : 票已售完");
                break;
            }
        }
    }
}

（4）使用【java.util.concurrent】簡稱juc包的lock鎖

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        DiyThread diyThread = new DiyThread();
        Thread t1 = new Thread(diyThread,"窗口A");
        Thread t2 = new Thread(diyThread,"窗口B");
        Thread t3 = new Thread(diyThread,"窗口C");
        Thread t4 = new Thread(diyThread,"窗口D");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t4.start();
    }
}

class DiyThread implements Runnable {
    // 成員變量(實例變量)：隨著對象的創(chuàng)建而存在，隨著對象的回收而釋放，存儲在堆內(nèi)存的對象中
    private int count = 100;

    // 靜態(tài)變量(類變量)：隨著類的加載而存在，隨著類的消失而消失，存儲在方法區(qū)(共享數(shù)據(jù)區(qū))的靜態(tài)區(qū)
    // private static int count = 100;

    private Lock lock = new ReentrantLock();

    public void run() {
        while (true) {
            lock.lock(); // 加鎖之后，以下的業(yè)務(wù)代碼就是單線程環(huán)境運行，如4個線程競爭這把鎖
            try {
                if (count > 0) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " -> 售出第" + count + "張火車票");
                    count--;
                    Thread.sleep(50);
                } else {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : 票已售完");
                    break;
                }
            } catch (Exception e) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : 出現(xiàn)異常 -> " + e.getMessage());
            } finally {
                lock.unlock(); // 解鎖，最重要原因為避免死鎖，無論正確、異常執(zhí)行，都執(zhí)行解鎖
            }
        }
    }
}

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