多线程模拟站点售票 Java实战之多线程模拟站点售票

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多线程模拟站点售票 Java实战之多线程模拟站点售票

wayne_lee_lwc   2021-05-24 我要评论
想了解Java实战之多线程模拟站点售票的相关内容吗,wayne_lee_lwc在本文为您仔细讲解多线程模拟站点售票的相关知识和一些Code实例,欢迎阅读和指正,我们先划重点:Java多线程,java模拟站点售票,下面大家一起来学习吧。

一、实验题目

在这里插入图片描述

二、分析

哦吼,这次的实验题目是一道非常经典的多线程买票问题。题目要求我们创建5个线程来模拟卖票,当然这其中就包含多线程存在也就是我们要解决的问题,重复卖票和超额卖票。即多个窗口卖出同一张票以及窗口卖出非正数编号的票。

不过这个问题可以先放一下,我们先来创建基础的线程模型,并在主方法中创建五个线程让他们跑起来;

话不多说,上代码。

public class Ticket {

	public static void main(String[] args) {
		
		for(int i = 1;i <= 5;i++) {
			//创建5个线程并启动他们
			//注意一定要使用Thread类创建线程并使用start方法启动
			//而不是直接创建TicketSeller对象调用run方法!!!!!!
			new Thread(new TicketSeller(i)).start();
		}
	}
}

//售票类,实现Runnable接口,可以作为线程执行对象
class TicketSeller implements Runnable{

	//该售票窗口编号
	private int code;
	
	public TicketSeller(int code) {
		this.code = code;
	}
	
	@Override
	public void run() {
		for(int i = 0;i < 5;i++) {
			System.out.println(code + "号窗口");
			
			//为了使线程能够交替执行,打印完成语句让线程休眠一小会
			try {
				Thread.sleep(300);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

代码的含义和需要注意的点都在注释里面了,一定要看注释!!!

运行结果就是:

在这里插入图片描述

后面太长了就不放了。。。。

完成了基础的多线程框架搭建后,我们来为每个线程执行过程中加入卖票的程序

首先要解决的一个问题是:票存在哪里?。毋庸置疑的是由于是多线程并发的售票,因此票这个变量一定是被多个线程所共享的,而不能是每个线程对象自己的属性。

一个可行的方案是在TicketSellet类中定义静态的票计数,这样所有的线程访问票的时候访问的都是同一个票计数变量。

另一个可行方案是使用一个对象管理票,票计数是这个对象的成员,并且让每个TicketSeller持有相同的对象。那么多个线程也同样共享票计数。

当然,可行的方案还有很多,现在我们先来实现第一种,在之后的改进中,我们还会用到第二种。

先来一个没有加锁的写法,看看他的问题

//售票类,实现Runnable接口,可以作为线程执行对象
class TicketSeller implements Runnable{

	//票数
	private static int tickets = 100;
	
	//该售票窗口编号
	private int code;
	
	public TicketSeller(int code) {
		this.code = code;
	}
	
	@Override
	public void run() {
			
		//如果有票就一直卖
		while(tickets > 0) {
			System.out.println(code + "_____" + tickets--);
			
			//卖过票之后休眠一小会等待其他线程操作
			try {
				Thread.sleep(100);
			} catch (InterruptedException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}
		}
			
	}
	
}

这段不加锁的代码会遇到许多很尴尬的问题,首先一个,多线程之间的重复卖票:

在这里插入图片描述

除了重复卖票,还有超额卖票的行为:

在这里插入图片描述

这当然是不能容忍的,解决办法是在卖票过程对tickets变量加锁,使得每次只能有一个线程进入卖票的环节而其他线程只能循环等待:

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

但是这样处理并不能完全结局上面的问题,尽管每次只能一个线程进入卖票阶段阻止了重复卖票。但是超额卖票的行为依旧会发生:

在这里插入图片描述

好嘛,这次非常严重

原因吗其实并不复杂,我们加锁只是能阻止多个进程进入卖票程序,但是会有其他程序达成判断条件,执行到卖票程序之前等待进入,如果一个线程将票卖完而此时有其他程序刚好等待进入,那么就会出现上面的情况。

所以我们还需要加上一道保险:

在这里插入图片描述

经过这样的处理,票子就可以放心的卖出而不用担心重或者卖超了

三、完整代码:

public class Ticket {

	public static void main(String[] args) {
		
		for(int i = 1;i <= 5;i++) {
			//创建5个线程并启动他们
			//注意一定要使用Thread类创建线程并使用start方法启动
			//而不是直接创建TicketSeller对象调用run方法!!!!!!
			new Thread(new TicketSeller(i)).start();
		}
	}
}

//售票类,实现Runnable接口,可以作为线程执行对象
class TicketSeller implements Runnable{

	//票数
	private static int tickets = 100;

	//同步锁
	private static Object lock = new Object();
	
	//该售票窗口编号
	private int code;
	
	public TicketSeller(int code) {
		this.code = code;
	}
	
	@Override
	public void run() {
			
		//如果有票就一直卖
		while(tickets > 0) {
			synchronized (lock) {
				
				//如果票卖完了则跳出
				if(tickets <= 0) {
					break;
				}
				
				System.out.println(code + "_____" + tickets--);
				
				//卖过票之后休眠一小会等待其他线程操作
				try {
					Thread.sleep(100);
				} catch (InterruptedException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
			
	}
	
}

在前面我们还提出了另一种方案,就是使用一个对象管理票的售卖。这种方案就不展开啰嗦了,直接上代码:

public class Ticket {

	public static void main(String[] args) {
		//创建一个票管理对象,票数为100
		TicketSet ts = new TicketSet(100);
	
		//创建5个线程,使用同一个票管理对象
		for(int i = 1;i <= 5;i++) {
			new Thread(new TicketSeller(ts, i)).start();
		}
	}
}

//票管理类
class TicketSet{
	
	//票数
	private int tickets;
	
	public TicketSet(int tickets) {
		this.tickets = tickets;
	}
	
	
	private boolean hasTicket() {
		return tickets > 0;
	}
	
	//售票方法,使用同步锁,每次只能有一个线程访问该方法
	//返回结果为是否卖出去票
	synchronized public boolean sellTicket(int code) {
		if(hasTicket()) {
			System.out.println(code + "_____" + tickets--);
			return true;
		}else {
			return false;
		}
	}
}

//售票类
class TicketSeller implements Runnable{
	//票管理对象
	private TicketSet ts;

	private int code;
	
	public TicketSeller(TicketSet ts,int code) {
		this.ts = ts;
		this.code = code;
	}

	@Override
	public void run() {
		//尝试调用票管理的售票方法,售票成功后休眠一小会
		while(ts.sellTicket(code)){
			try {
				Thread.sleep(100);
			} catch (InterruptedException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

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