如何保證多線程共享數(shù)據(jù)的安全？

售票案例中，極有可能碰到“意外”情況，如一張票被打印多次，或者打印出的票號(hào)為0甚至負(fù)數(shù)。這些“意外”都是由多線程操作共享資源tickets所導(dǎo)致的線程安全問(wèn)題，接下來(lái)對(duì)案例進(jìn)行修改，模擬四個(gè)窗口出售10張票，并在售票的代碼中每次售票時(shí)線程休眠100毫秒，如文件1所示。

文件1 Example11.java

     // 定義SaleThread類實(shí)現(xiàn)Runnable接口
     class SaleThread implements Runnable {
         private int tickets = 10; // 10張票
         public void run() {
             while (true) {
                 if (tickets > 0) {
                     try {
                         Thread.sleep(100); // 模擬售票耗時(shí)過(guò)程
                     } catch (InterruptedException e) {
                         e.printStackTrace();
                     }
                     System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                             + " 正在發(fā)售第 " + tickets-- + " 張票 ");
                 }
             }
         }
     }
     public class Example11 {
         public static void main(String[] args) {
             SaleThread saleThread = new SaleThread();
             // 創(chuàng)建并開啟四個(gè)線程，模擬4個(gè)售票窗口
             new Thread(saleThread, "窗口1").start();
             new Thread(saleThread, "窗口2").start();
             new Thread(saleThread, "窗口3").start();
             new Thread(saleThread, "窗口4").start();
         }
     }

運(yùn)行結(jié)果如圖1所示。

圖1 運(yùn)行結(jié)果

圖1中，最后幾行打印售出的票為0和負(fù)數(shù)，這種現(xiàn)象是不應(yīng)該出現(xiàn)的，因?yàn)樵谑燮背绦蛑凶隽伺袛嘀挥挟?dāng)票號(hào)大于0時(shí)才會(huì)進(jìn)行售票。運(yùn)行結(jié)果中之所以出現(xiàn)了負(fù)數(shù)的票號(hào)是因?yàn)槎嗑€程在售票時(shí)出現(xiàn)了安全問(wèn)題。

在售票程序的while循環(huán)中添加了sleep()方法，這樣就模擬了售票過(guò)程中線程的延遲。由于線程有延遲，當(dāng)票號(hào)減為1時(shí)，假設(shè)窗口2線程此時(shí)出售1號(hào)票，對(duì)票號(hào)進(jìn)行判斷后，進(jìn)入while循環(huán)，在售票之前通過(guò)sleep()方法模擬售票時(shí)耗時(shí)操作，這時(shí)窗口1線程會(huì)進(jìn)行售票，由于此時(shí)票號(hào)仍為1，因此窗口1線程也會(huì)進(jìn)入循環(huán)，同理，四個(gè)線程都會(huì)進(jìn)入while循環(huán)，休眠結(jié)束后，四個(gè)線程都會(huì)進(jìn)行售票，這樣就相當(dāng)于將票號(hào)減了四次，結(jié)果中出現(xiàn)了1、0、-1、-2這樣的票號(hào)。


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