用面向对象的方式来分析多线程并发安全

情景描述

火车站卖火车票

需求分析

火车站很多人同时过来买票(高并发)，这里假设：车站只卖一天的同一辆列车的同一种票，一共500张，座位号从1——500；
1、如何保证两个顾客不会买到同一张票；
2、有多个售票窗口(多个售票员)；
3、售票系统只有一个(一个票池)；
4、每个售票员都需要记录自己接待的客户数量；
5、如何在高并发访问的情况下，保证自己记录的接待数不会存在线程安全问题；

具体代码

/**
 * @author GY
 * @date 2019年7月7日
 * @说明: 人类
 */
public class Person {
    /**
     * 姓名
     */
    private String name;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public Person(String name) {
        super();
        this.name = name;
    }
}

/**
 * @author GY
 * @date 2019年7月7日
 * @说明: 火车票
 */
public class Ticket {
    /**
     * 座位号
     */
    private int seatNumber;
    public Ticket(int seatNumber) {
        this.seatNumber = seatNumber;
    }
    public int getSeatNumber() {
        return seatNumber;
    }
    public void setSeatNumber(int seatNumber) {
        this.seatNumber = seatNumber;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "[已出票，您的车票座位号是：" + seatNumber + "]";
    }
}

/**
 * @author GY
 * @date 2019年7月7日
 * @说明: 火车票系统
 */
public class TicketSystem {
    /**
     * 票务系统中拥有的所有票
     */
    private static List<Ticket> tickets = new ArrayList<>();
    static {
        for (int i = 1; i <= 500; i++) {
            // 初始化500张票
            tickets.add(new Ticket(i));
        }
    }
    /**
     * @author GY
     * @date 2019年7月7日
     * @说明: 出票
     */
    public static Ticket pop() {
        if(tickets.size() < 1) {
            return null;
        }
        Ticket ticket = tickets.get(0);
        tickets.remove(0);
        return ticket;
    }
}

/**
 * @author GY
 * @date 2019年7月7日
 * @说明: 售票员
 */
public class Seller {
    /**
     * 该销售员已售票数量
     */
    private int receiveNum = 0;

    public int getReceiveNum() {
        return receiveNum;
    }

    public void setReceiveNum(int receiveNum) {
        this.receiveNum = receiveNum;
    }

    /**
     * @author GY
     * @date 2019年7月7日
     * @说明: 买票
     */
    public void sellTicket(Person person) {
        System.out.println("客户咨询,当前售票员接待客户数+1");
        this.addReceiveNum();
        System.out.println("打开售票系统,出票");
        Ticket pop = TicketSystem.pop();
        if (pop == null) {
            System.out.println("【【已售罄】】");
        } else {
            System.out.println("打印火车票：" + person.getName() + pop);
        }
    }

    /**
     * @author GY
     * @date 2019年7月7日
     * @说明: 增加接待数
     */
    public void addReceiveNum() {
        int newNum = receiveNum + 1;
        try {
            // 这里为了体现并发不安全效果而特意将线程睡眠1毫米
            Thread.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        receiveNum = newNum;
    }
}

/**
 * @author GY
 * @date 2019年7月7日
 * @说明: 售票事件
 */
public class SellerSellTicket implements Runnable {
    /**
     * 顾客
     */
    private Person person;
    /**
     * 售票员
     */
    private Seller seller;
    public SellerSellTicket(Person person, Seller seller) {
        this.person = person;
        this.seller = seller;
    }
    @Override
    public void run() {
        seller.sellTicket(person);
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建一个线程池来处理并发
        ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(6, 12, 3, TimeUnit.SECONDS,
                new ArrayBlockingQueue<>(200), new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
        Seller seller_1 = new Seller();
        //模拟500个顾客同时过来买票
        for (int i = 1; i <= 500; i++) {
            pool.execute(new SellerSellTicket(new Person("客户_" + i), seller_1));
        }
        TimeUnit.SECONDS.sleep(2);// 下班
        System.out.println("下班统计：seller_1 接待客户数为：" + seller_1.getReceiveNum());
    }
}

可知如上是不安全的线程访问，如下修改

TicketSystem中 类锁运用

    /**
     * @author GY
     * @date 2019年7月7日
     * @说明: 出票
     */
    public synchronized static Ticket pop() {
        if(tickets.size() < 1) {
            return null;
        }
        Ticket ticket = tickets.get(0);
        tickets.remove(0);
        return ticket;
    }

Seller中 对象锁运用

    /**
     * @author GY
     * @date 2019年7月7日
     * @说明: 买票
     */
    public synchronized void sellTicket(Person person) {
        System.out.println("客户咨询,当前售票员接待客户数+1");
        this.addReceiveNum();
        System.out.println("打开售票系统,出票");
        Ticket pop = TicketSystem.pop();
        if (pop == null) {
            System.out.println("【【已售罄】】");
        } else {
            System.out.println("打印火车票：" + person.getName() + pop);
        }
    }