10.5.2 同步代码块

通过上一小节的学习，了解到线程安全问题其实就是由多个线程同时处理共享资源所导致的。要想解决线程安全问题，**必须得保证下面用于处理共享资源的代码在任何时刻只能有一个线程访问。**

while (tickets > 0) {
    try {
        Thread.sleep(10);    //线程休眠 10 毫秒
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 正在发售第 " + tickets-- + " 张票");
}

为了实现这种限制，Java 中提供了同步机制。当多个线程使用同一个**共享资源**时，可以将处理共享资源的代码放在一个使用 synchronized 关键字来修饰的代码块中，这个代码块被称作同步代码块，其语法格式如下。

synchronized(lock){
     //操作共享资源代码块   
}

上面的代码中，lock 是一个锁对象，它是同步代码块的关键。当某一个线程执行同步代码块时，其他线程将无法执行当前同步代码块，会发生**阻塞，等当前线程执行完同步代码块后，所有的线程开始抢夺线程的执行权**，抢到执行权的线程将进入同步代码块，执行其中的代码。循环往复，直到共享资源被处理完为止。这个过程就如同一个公用电话亭，只有前一个人打完电话出来后，后面的人才可以打。

接下来通过一个案例来演示 synchronized 的使用方法，如下所示。

public class example11 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建线程对象 TicketWindow 并开启
        TicketWinodw task = new TicketWinodw();
        new Thread(task, "窗口1").start();
        new Thread(task, "窗口2").start();
        new Thread(task, "窗口3").start();
        new Thread(task, "窗口4").start();
    }
}
class TicketWinodw implements Runnable {
    private int tickets = 1000;    //定义 1000 张票
    Object lock = new Object();    //定义任意一个对象，用于同步代码块的锁
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (lock) {    //定义同步代码块
                try {
                    Thread.sleep(10);    //线程休眠 10 毫秒
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                if (tickets > 0) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " --- 卖出的票" + tickets--);
                } else {
                    break;
                }
            }
        }
    }
}

运行程序得到的结果如下所示。

上述代码块中，将有关 tickets 变量的操作全部放到同步代码块中。为了保证线程的持续执行，将同步代码块放在死循环中，直到 ticket < 0 时跳出循环。从上图所示的运行结果可以看出，售出的票不再出现 0 和负数的情况，这是因为售票的代码实现了同步，之前出现的线程安全问题得以解决。运行结果中并没有出现窗口二和窗口三售票的语句，出现这样的现象是很正常的，因为线程在获得锁对象时有一定的随机性，在整个程序的运行期间，窗口二和窗口三始终未获得锁对象，所以未能显示它们的输出结果。

Attention
同步代码块中的锁对象可以是**任意类型的对象，但多个线程共享的锁对象必须是唯一的。“任意”指的是共享锁对象的类型**。锁对象的创建代码不能放到 run()方法中，否则每个线程运行到 run()方法都会创建一个新对象，这样每个线程都会有一个不同的锁，每个锁都会有自己的标志位，这样线程之间便不能产生同步的效果。