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面试官：java基础怎么样？多线程一定会引发多线程安全问题吗？说说你的理解

java基础对于学习安卓是很重要的，比如说线程，多线程。我们做安卓开发可能不太需要去研究高并发这些高深的问题，但是基础的知识要掌握，特别是要理解为什么会这样？以及它的使用场景。本篇文章主要是结合常规面试题去讲解基础。现在来看看一些非常基础的面试题。

实现线程有几种方式？
如何启动线程？执行run()和start()的区别。
什么情况下才会发生线程安全问题？
怎么样解决线程安全问题？

以上问题是在网上搜的，也许还可以问得更细，比如多线程开启时，它们是同一时间运行的吗？再比如，是不是多线程就一定会发生线程安全问题？只要理解了多线程，无论面试官怎么样问，都能回答上。

多线程使用场景

应用场景有很多，比如打游戏和售票。打游戏时，如果对方打你，要等他打完你，你才能出招，这种事情你能忍？分分钟会爆粗口。这个时候就得用到多线程，同时对打才刺激。还有我们平时春节多个窗口售票，开售时候上千人抢几百张票，这也要用多线程才能实现。

实现线程的方式

实现线程的方式通常有2种

第一种方式是继承Thread

public class Thread1 extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        for (int i = 0 ; i< 1000 ; i++){
            Log.i("thread","i======" +i);
        }
    }
}
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第二种方式是实现Runnable接口

public class Thread2 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int j = 0 ; j< 1000 ; j++){
            Log.i("thread","j--------------------------" +j);
        }
    }
}  
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启动线程

现在调用 start() 开启上面两个线程

public class TestActivity extends Activity {
    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        Thread1 thread1 = new Thread1();
        thread1.start();
        Thread thread2 = new Thread(new Thread2());
        thread2.start();
    }
}
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通过查看Api文档，知道 start() 方法是启动线程。运行以后，看看打印的内容。

考虑到图太长，我只截取一部分，真实情况是一开始打印的全是i,直到i = 130的时候才开始打印j，j打印一会又开始打印i。同时开启，按道理应该i和j轮流打印？结果证明两个线程实际上并不是同一时间同时执行的。这就涉及到CPU对于时间的调度了，Thread1和Tread2就是两个任务，以单核cpu为例，我把这个过程简单归结为下图。

cpu可能先分配1ms给Task1执行,再到分配2ms给Task2执行，然后再分配10ms给Task1执行，以此类推。所以cpu并不是同时处理两个线程，而是同一时间段交替运行，但是由于处理的时候非常的快，以ms计算甚至更快，所以感觉两个任务是同时执行的。（cpu分配时间我们预估不了，这只是我随意取的时间）

将 start() 改为调用 run()

public class TestActivity extends Activity {
    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        Thread1 thread1 = new Thread1();
        thread1.run();
        Thread thread2 = new Thread(new Thread2());
        thread2.run();
    }
}
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运行后打印结果如下

我只截了部分，实际情况是打印完i以后，才开始打印j，这就说明，是执行完 thread1.run(); 以后，才开始执行 thread2.run(); ，这只是单纯的按顺序执行相应run方法里面的内容。

调用 run 方法并不是开启线程，是执行 run 里面的内容，而 start() 是开启线程。

多线程会有可能发生什么问题

以多窗口售票为例子，假设有3个窗口售200张票，每个窗口排队的人都有1000人。

先写一个简易的售票系统。

//火车售票系统
public class TicketSystem implements Runnable {
    public static int ticketNum = 200;
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 1000; i++){//步骤1 1ms
           
            if (ticketNum > 0){//步骤2 2ms
                try {
                    Thread.sleep(50);//需要输入相关信息之类，需要时间，而且只是假设，没有这么快可以买到票的。 步骤3 50ms
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                ticketNum --;
                System.out.println("恭喜您，成功抢到票，还剩下："+ticketNum+"张票");
            }
        }
    }
}
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上面的代码很好理解，不多作解释，上面看不懂的注释可以先忽略，下面会介绍。开启3个窗口去抢票

public class TestActivity extends Activity {
    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        TicketSystem ts = new TicketSystem();
        //创建3个窗口
        Thread thread1 = new Thread(ts);
        Thread thread2 = new Thread(ts);
        Thread thread3 = new Thread(ts);
        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();

    }}
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运行后看下打印结果，截取了部分打印结果。

出现了两次都剩一张票，还有剩下负数的票的情况，这就是多线程有可能导致的并发问题。三个窗口就是三个线程，三个线程同时开启。上面部分有提到，cpu是通过时间调度去交替执行这些任务。假设步骤1的for循环需要执行1ms，步骤2中的if条件判断语句需要执行2ms,步骤3的购买操作需要50ms。票还剩下最后一张的时候，线程thread1分配到的时间是2ms，刚执行完if语句，这个时候ticketNum还是为1，然后切换到thread2,分配的时间是54ms，刚好执行完买票操作，这个时候ticketNum已经为0，但是当thread1再执行的时候，它之前已经进入了if语句，会把剩下的代码执行完，ticketNum就为-1了，其它的情况也是同理。cpu分配的时间是我们不能掌控的，而三个线程同时操作的是同一数据ticketNum，这样引发了不正常的结果。

在文章最开始打印i和j的时候，也是开启了多线程，没有出现问题。在多窗口售票开启多线程，出现了问题，这两个例子的区别在哪里？区别在于多窗口售票，几个线程访问的是同一个共享数据，就是200张票，而i和j的例子，两个线程访问的数据是互不相关的。从这里就知道，并不能说多线程就一定会发生线程安全问题，当多个线程操作同一共享数据的时候,才会引发线程安全问题。

解决线程安全问题

上述的多线程共享了同一数据，出现了线程安全问题。我们不妨把这个问题想成火车上的乘客上厕所的问题，这是一个有点味道的例子，哈哈。整条车厢有20个人同时想使用厕所，而厕所只有一个可以使用，大家是不是得要共享这个厕所？不可能让20个人同时一起上厕所,所以在设计厕所的时候会加锁，只要有一个人进去，把门锁住，不管外面的人有多着急，也必须等里面的人开锁出来，下一个人才能进去。程序也是来源于生活，解决线程安全问题，我们可以在公共的核心部分加一把锁。代码如下：

public class TicketSystem implements Runnable {
    public static int ticketNum = 200;
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 1000; i++){//步骤1 1ms
            synchronized (TicketSystem.class){
            if (ticketNum > 0){//步骤2 2ms
                try {
                    Thread.sleep(50);//需要输入相关信息之类，需要时间，而且只是假设，没有这么快可以买到票的。 步骤3 50ms
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                ticketNum --;
                System.out.println("恭喜您，成功抢到票，还剩下："+ticketNum+"张票");
            }}
        }
    }
}
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再运行就没有问题了。是不是感觉很简单？因为java语言提供了这个解决办法，不用我们自己实现。简单的问题要力求做到最好，上了锁就会影响运行效率，所以我们只给核心部分上锁，核心部分越细越好，节省时间。

文章写到这里，开篇问的几个问题也有了答案，现在来简短的答一下。