什么是爭用條件？

當(dāng)多個線程同時訪問同一數(shù)據(jù)（內(nèi)存區(qū)域）時，每個線程都嘗試操作改數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)被破壞（corrupted）,這種現(xiàn)象稱為爭用條件。

下面用一個案例來說明。

案例：100個人之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)賬，每個人都有一張銀行卡，卡里1000元。在轉(zhuǎn)賬的時候都由銀行的系統(tǒng)來操作。

銀行系統(tǒng)：

package com.smxy.people;/*** * @Description 銀行轉(zhuǎn)賬系統(tǒng)，所有的人都在這里進(jìn)行轉(zhuǎn)賬業(yè)務(wù)* @author Bush羅* @date 2018年4月23日**/ public class MoneySystem {//每個人裝錢的，類似于銀行卡private int peopleMoney[];/*** * @param num 有多少張卡* @param Money 每張卡多少錢*/public MoneySystem(int num,int Money) {super();peopleMoney=new int[num];for(int i=0;i<num;i++){System.out.println(i);peopleMoney[i]=Money;}}/*** * @param form 誰轉(zhuǎn)的錢* @param to 轉(zhuǎn)給誰* @param money 轉(zhuǎn)的錢*/public void transfer(int from,int to,int money){//如果自己的錢小于要轉(zhuǎn)的錢就返回if(peopleMoney[from]<money){return;}peopleMoney[from]-=money;peopleMoney[to]+=money;System.out.print("people"+from+"轉(zhuǎn)賬給people"+to+""+money);System.out.println("所有的錢總和為"+allMoney());}/*** 計算所有人的錢* @return*/public int allMoney(){int sum=0;for(int i=0;i<peopleMoney.length;i++){sum+=peopleMoney[i];}return sum;}}

線程轉(zhuǎn)賬：

package com.smxy.people;/*** * @Description 線程轉(zhuǎn)賬* @author Bush羅* @date 2018年4月23日**/ public class MoneyTransferTask implements Runnable{//轉(zhuǎn)賬系統(tǒng)private MoneySystem moneySystem;//轉(zhuǎn)賬的人private int fromPeople;//單次轉(zhuǎn)賬的最大金額private int maxMoney;//最大休眠時間（毫秒）private int delay = 10;public MoneyTransferTask(MoneySystem moneySystem, int fromPeople,int maxMoney) {super();this.moneySystem = moneySystem;this.fromPeople = fromPeople;this.maxMoney = maxMoney;}@Overridepublic void run() {// TODO Auto-generated method stubwhile(true){int toPeople = (int) (99*Math.random());//轉(zhuǎn)給誰int money = (int)(maxMoney * Math.random());moneySystem.transfer(fromPeople, toPeople, money);try {Thread.sleep((int) (delay * Math.random()));} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}}}

測試代碼：

package com.smxy.people;/*** * @Description 測試用例* @author Bush羅* @date 2018年4月23日**/ public class SystemTest {//總共有100個人在互相轉(zhuǎn)賬，每個人都是獨(dú)立的線程private final static int Peoplesum=100;//每個人開始的總金額private final static int Money=1000;public static void main(String[] args) {//銀行系統(tǒng)初始化MoneySystem moneySystem=new MoneySystem(Peoplesum,Money);//開啟100個線程，進(jìn)行互相轉(zhuǎn)賬for(int i=0;i<100;i++){MoneyTransferTask task=new MoneyTransferTask(moneySystem,i,Money);Thread thread=new Thread(task,"TransferThread_"+i);thread.start();}}}

測試結(jié)果：

????? 我們發(fā)現(xiàn)錢的總和變少了，那么為什么會產(chǎn)生這樣的結(jié)果呢？

????? 我們知道在同一時間只能有一條線程在cup上運(yùn)行，而線程之間的調(diào)度是通過分時和搶占來完成的。

????? 假設(shè)銀行有1000塊錢，如果在某一時間線程1獲得cup的資源，獲取銀行目標(biāo)數(shù)值1000，然后將轉(zhuǎn)移的錢200添加，使得總的錢為1200，但是這是錢并沒有寫回銀行系統(tǒng)，而是留在線程自己的內(nèi)存之中，此時線程1的操作時間耗盡，線程調(diào)度切換線程2獲得cup資源，線程2同樣獲取銀行目標(biāo)數(shù)值1000，同時將添加500，變?yōu)?500，然后將修改后的值寫入銀行系統(tǒng)。這時銀行目標(biāo)數(shù)值為1500，此時線程1又獲得了cup資源繼續(xù)執(zhí)行它的上下文，把1200寫入銀行系統(tǒng)，這是銀行的錢就變成1200了。兩個線程由于訪問了共享的數(shù)據(jù)區(qū)域，通過寫的操作破壞了共享數(shù)據(jù)的值，使得我們產(chǎn)生了爭用條件的情況。總共是添加了兩次分別為200和500，但是最后只添加了500.損失了200.這就是為什么錢會少了的原因。

那么我們應(yīng)該如何來避免這樣的情況呢

通過互斥和同步就可以實(shí)現(xiàn)我們線程之間正確的交互，達(dá)到線程之間正確處理數(shù)據(jù)的要求。

互斥同步實(shí)現(xiàn)：通過增加一個鎖來實(shí)現(xiàn)? synchronized+Object對象

銀行改進(jìn)代碼：

?

private final Object lockObj = new Object();/*** * @param form* 誰轉(zhuǎn)的錢* @param to* 轉(zhuǎn)給誰* @param money* 轉(zhuǎn)的錢*/public void transfer(int from, int to, int money) {synchronized (lockObj) {// 如果自己的錢小于要轉(zhuǎn)的錢就返回/*if (peopleMoney[from] < money) {return;}*///while循環(huán)，保證條件不滿足時任務(wù)都會被條件阻擋//而不是繼續(xù)競爭CPU資源while (peopleMoney[from] < money){try {//條件不滿足, 將當(dāng)前線程放入Wait SetlockObj.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}peopleMoney[from] -= money;peopleMoney[to] += money;System.out.print(Thread.currentThread().getName() + " ");System.out.print(" people" + from + "轉(zhuǎn)賬給people" + to + " "+ money);System.out.println(" 所有的錢總和為" + allMoney());//喚醒所有在lockObj對象上等待的線程lockObj.notifyAll(); }}

????? 原來條件不滿足是直接返回，但是線程返回后任然有機(jī)會獲取cup資源從而再次要求加鎖，而加鎖是有開銷的，會降低系統(tǒng)的性能。應(yīng)該用while做判斷，如果不滿足條件就lockObj.wait();是線程進(jìn)入一個等待的狀態(tài)。任務(wù)結(jié)束后使用lockObj.notifyAll(); 告訴那些在等待的線程我已經(jīng)執(zhí)行完了，你們可以來做，然后他們又開始各憑本事爭奪這個機(jī)會。如果是notify()方法就會喚醒在此對象監(jiān)視器上等待的單個線程。?

效果圖：總金額不變

Thread常用方法：

總結(jié)

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