Java通过卖票理解多线程

以卖票的例子来介绍多线程和资源共享,下面我们来看看为什么要用卖票作为例子。

  卖票是包含一系列动作的过程,有各种操作,例如查询票、收钱、数钱、出票等,其中有一个操作是每次卖掉一张,就将总的票数减去1。有10张票,如果一个人卖票,先做查票、收钱、数钱等各种操作,再将总的票数减去1,效率很低。如果多个人卖票,每个人都是做同样的操作,数钱、检查钱,最后将总的票数减1,这样效率高。但是有一个问题,如果出现两个人同时将总的票数减掉了1,例如,A、B两个人同时读取到票的总数是10,A从中减去1,同时B也从中减去1,总数显示是9,其实票只有8张。导致数据错误。

  按照正常逻辑,同一时刻只允许一个人来从总票数中减去1,A读取总票数,再减去1的过程中,B必须等待,等A操作完了,B才能进行。其实票就是共享资源,一次只能由一个人访问。这里就要用到同步机制,即锁机制,使用关键词synchronized将读取总的票数,并减去1的操作锁定,使得一次只能由一个人访问。每个售票员就是一个线程,多个售票员进行同一项卖票任务。

  synchronized原理是,执行synchronized部分代码的时候必须需要对象锁,而一个对象只有一个锁,只有执行完synchronized里面的代码后释放锁,其他线程才可以获得锁,那么就保证了同一时刻只有一个线程访问synchronized里面的代码。使得资源共享的关键是,只有一个实例,synchronized使用的是同一把锁,用实例的锁或者定义一个实例。这就需要使用实现Runnable接口的方式,实现多线程,这样传入的是一个实例。继承Thread的方式,传入的是多个实例,每个实例都有一个锁,那就无法实现控制。

具体代码如下:

package com.test;
public class SaleTickets implements Runnable
{
  private int ticketCount = 10;// 总的票数,这个是共享资源,多个线程都会访问
  Object mutex = new Object();// 锁,自己定义的,或者使用实例的锁
  /**
   * 卖票
   */
  public void sellTicket()
  {
    synchronized (mutex)// 当操作的是共享数据时,
            // 用同步代码块进行包围起来,执行里面的代码需要mutex的锁,但是mutex只有一个锁。这样在执行时,只能有一个线程执行同步代码块里面的内容
    {
      if (ticketCount > 0)
      {
        ticketCount--;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()
            + "正在卖票,还剩" + ticketCount + "张票");
      }
      else
      {
        System.out.println("票已经卖完!");
        return;
      }
    }
  }
  public void run()
  {
    while (ticketCount > 0)// 循环是指线程不停的去卖票
    {
      sellTicket();
      /**
       * 在同步代码块里面睡觉,和不睡效果是一样 的,作用只是自已不执行,也不让线程执行。sleep不释放锁,抱着锁睡觉。其他线程拿不到锁,也不能执行同步代码。wait()可以释放锁
       * 所以把睡觉放到同步代码块的外面,这样卖完一张票就睡一会,让其他线程再卖,这样所有的线程都可以卖票
       */
      try
      {
        Thread.sleep(100);
      }
      catch (InterruptedException e)
      {
        e.printStackTrace();
      }
    }
  }
}

下面是调用:

package com.test;
public class TicketMain
{
  public static void main(String[] args)
  {
    SaleTickets runTicekt = new SaleTickets();//只定义了一个实例,这就只有一个Object mutex = new Object();即一个锁。
    Thread th1 = new Thread(runTicekt, "窗口1");//每个线程等其他线程释放该锁后,才能执行
    Thread th2 = new Thread(runTicekt, "窗口2");
    Thread th3 = new Thread(runTicekt, "窗口3");
    Thread th4 = new Thread(runTicekt, "窗口4");
    th1.start();
    th2.start();
    th3.start();
    th4.start();
  }
}

输出:

窗口1正在卖票,还剩9张票
窗口4正在卖票,还剩8张票
窗口3正在卖票,还剩7张票
窗口2正在卖票,还剩6张票
窗口3正在卖票,还剩5张票
窗口2正在卖票,还剩4张票
窗口1正在卖票,还剩3张票
窗口4正在卖票,还剩2张票
窗口3正在卖票,还剩1张票
窗口1正在卖票,还剩0张票
票已经卖完!

  这是多个线程,完成同一个任务的情况,即多个线程调用同一个实例,通过实现Runable接口实现。多个线程可以异步的做这个任务中其他事情,但是对于共享资源的访问只能以同步的方式操作,即一个接一个访问共享资源,其他资源可以并行访问。

  另一种实现多线程的方式是继承Thread,调用的时候需要传递多个实例,这是多个线程,多个实例的情况,每个线程独立处理一个实例,各个线程不能实现资源共享。

总结

以上是本文关于通过卖票实例理解多线程的全部内容,希望对大家有所帮助。

时间: 2017-09-11

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