深入Java線程管理（三）：線程同步

一、 引入同步： 有一個很經典的案例，即銀行取款問題。我們可以先看下銀行取款的基本流程：

1）使用者輸入賬戶、密碼，系統判斷使用者的賬戶、密碼是否比對。

2）使用者輸入取款金額。

3）系統判斷賬戶金額是否大于取款金額。

4）如果餘額大于取款金額，則取款成功；如果餘額小于取款金額，則取款失敗。

假設，此時有兩個人，同時使用同一個賬戶并發取錢，我們模拟下取款流程：

接下來，提供一個取錢的線程類，該線程類根據執行賬戶、取錢數量進行取錢操作，取錢的邏輯是當其餘額不足時無法提取現金，當餘額足夠時系統吐出鈔票，餘額減少。

輸出：

---------- java ----------

乙取錢成功！吐出鈔票:800.0

甲取錢成功！吐出鈔票:800.0

餘額為: 200.0

餘額為: -600.0

輸出完成 (耗時 0 秒) - 正常終止

之是以會出現這樣的錯誤，是因為線程排程具有不确定性，在賬戶餘額隻有1000時，取出了1600，而且賬戶餘額出現了負值。

要解決該問題，java引入了同步螢幕，線上程開始執行同步代碼塊之前，必須先獲得同步螢幕的鎖定。

同步螢幕的目的： 阻止多個線程對同一個共享資源進行并發通路，是以通常推薦使用可能被并發通路的共享資源充當同步螢幕。

接下來，我們使用同步螢幕鎖定線程的執行體run（）方法：

除了使用同步代碼塊之外，我們還可以使用同步方法。同步方法無須顯示指定同步螢幕，同步方法的同步螢幕是this，也就是對象本身。

通過通過方法可以非常友善的實作線程安全的類：

·該類的對象可以被多個線程安全的通路。

·每個線程調用該對象的任意方法之後都将得到正确的結果。

·每個線程調用該對象的任意方法之後，該對象的狀态依然保持合理狀态。

上面程式中增加了一個代表取錢的draw（）方法，并使用了synchronized關鍵字修飾，該方法變為同步方法，同步方法的同步螢幕是this，是以對于同一個account賬戶而言，任意時刻隻能有一個線程account對象鎖定，然後進入draw（）方法執行取錢操作。

接下來，我們看下并發的線程類該如何寫：

線程類無須事前取錢操作，而是直接調用account的draw（）方法來執行取錢操作。由于已經使用了synchronized關鍵字修飾了draw（）方法，同步方法的同步螢幕就是this，而this總代表調用該方法的對象——在上面的示例中，調用draw（）方法的對象時account，是以多個線程并發修改一份account之前，必須先對account對象加鎖。

二、 同步鎖（lock）

lock提供了比synchronized方法和synchronized代碼塊更廣泛的鎖定操作，lock實作允許更靈活的結構。lock是控制多個線程對共享資源進行通路的工具。

某些鎖可能允許對共享資源的并發通路，比如readwritelock（讀寫鎖）。比較常用的lock有reentrantlock（可重入鎖），使用它可以顯式的加鎖、釋放鎖。

reentrantlock鎖具有可重入性，也就是說，一個線程可以對已被加鎖的reentrantlock鎖再次加鎖，reentrantlock對象會維持一個計數器來之宗lock（）方法的嵌入調用，線程在每次調用lock（）枷鎖後，必須顯示調用unlock（）來釋放鎖，是以一段被鎖保護的代碼可以調用另一個被相同鎖保護的方法。

三、死鎖

當兩個線程互相等待對方釋放同步螢幕時就會發生死鎖，java虛拟機沒有監測，也沒有采取措施處理死鎖情況，是以多線程程式設計時應該采取避免死鎖出現。

死鎖的舉例：