Java Code之线程与同步(一)
模拟一个实例，用一个线程负责写数据，一个线程负责读数据，清单如下：
FileManager.java 负责读和写的具体实现 Main.java 主类，入口 TaskThread.java 自定义线程类 TaskRead.java 读任务 TaskWrite.java 写任务
FileManager.java
package com.iteye.badpie.javacode.thread.sync;
import java.util.Random;
public class FileManager {
private Random mRandom;
private String mName = "默认名字";
private String mEmail = "默认电子邮件";
public FileManager() {
mRandom = new Random();
}
public void write(String id, String name, String email) {
mName = name;
try {
Thread.sleep(getRandomInt());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
mEmail = email;
System.out.println(String.format("写数据 id:%s, name:%s, email:%s", id, name, email));
}
public void read(String id) {
try {
Thread.sleep(getRandomInt());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(String.format("读数据 id:%s, name:%s, email:%s", id, mName, mEmail));
}
private int getRandomInt() {
return mRandom.nextInt(2000);
}
}
Main.java
package com.iteye.badpie.javacode.thread.sync;
import com.iteye.badpie.javacode.thread.sync.TaskThread.ITask;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("主线程开始运行");
FileManager fileManager = new FileManager();
ITask taskWrite = new TaskWrite("w", fileManager);
ITask taskRead = new TaskRead("r", fileManager);
new TaskThread(taskWrite).start();
new TaskThread(taskRead).start();
System.out.println("主线程运行结束");
}
}
TaskThread.java
package com.iteye.badpie.javacode.thread.sync;
public class TaskThread extends Thread {
private ITask mTask;
public TaskThread(ITask task) {
mTask = task;
}
@Override
public void run() {
mTask.execute();
}
public interface ITask {
public void execute();
}
}
TaskRead.java
package com.iteye.badpie.javacode.thread.sync;
import com.iteye.badpie.javacode.thread.sync.TaskThread.ITask;
public class TaskRead implements ITask {
private String mId;
private FileManager mFileManager;
public TaskRead(String id, FileManager fileManager) {
mId = id;
mFileManager = fileManager;
}
@Override
public void execute() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
mFileManager.read(mId);
}
}
}
TaskWrite.java
package com.iteye.badpie.javacode.thread.sync;
import com.iteye.badpie.javacode.thread.sync.TaskThread.ITask;
public class TaskWrite implements ITask {
private String mId;
private FileManager mFileManager;
public TaskWrite(String id, FileManager fileManager) {
mId = id;
mFileManager = fileManager;
}
@Override
public void execute() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
mFileManager.write(mId, i + "的名字", i + "的电子邮件");
}
}
}
某一次运行结果如下
主线程开始运行 主线程运行结束 写数据 id:w, name:0的名字, email:0的电子邮件 读数据 id:r, name:1的名字, email:0的电子邮件 写数据 id:w, name:1的名字, email:1的电子邮件 读数据 id:r, name:2的名字, email:1的电子邮件 读数据 id:r, name:2的名字, email:1的电子邮件 写数据 id:w, name:2的名字, email:2的电子邮件 读数据 id:r, name:3的名字, email:2的电子邮件 写数据 id:w, name:3的名字, email:3的电子邮件 读数据 id:r, name:4的名字, email:3的电子邮件 写数据 id:w, name:4的名字, email:4的电子邮件
分析一下结果，有明显的问题，写数据时，0的名字和0的电子邮件，1的名字和1的电子邮件等等，他们是一一对应的，但是在第一次读数据时就出现了数据错误，竟然把1的名字和0的电子邮件配对了。
可能导致此问题的原因是：在写数据时，当前数据只写了一半，就有读操作产生，于是就将本次的前半段数据（比如1的名字）和上一次的后半段数据（比如0的电子邮件）配对了。
解决此问题的方法是对写和读做同步，意思是说当我在写数据时就不允许读，在读数据时，不允许写，这样每次写或者读总是能够保证数据是统一的，配对是正确的。
java中的每一个实例对象都有一个锁，称之为lock，就像这样的场景：数据在屋子里，门上有一把锁，读数据的人和写数据的人都在门外排队，一个人进屋就将门反锁住，他读或者写完毕了打开门出来，再让下一个人进屋，这个人再将们反锁住，于是，这就能保持屋子里的数据始终是配对的，不会将第一个人的一半数据和第二个人的一半数据配对。
实现方式如下：
只需要对此处的FileManager做一个小小的改动就可以了（由synchronized关键字负责锁门）
package com.iteye.badpie.javacode.thread.sync;
import java.util.Random;
public class FileManager {
private Random mRandom;
private String mName = "默认名字";
private String mEmail = "默认电子邮件";
private Object mLock;
public FileManager() {
mRandom = new Random();
// 实例化一个锁
mLock = new Object();
}
public void write(String id, String name, String email) {
// 锁门
synchronized (mLock) {
mName = name;
try {
Thread.sleep(getRandomInt());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
mEmail = email;
System.out.println(String.format("写数据 id:%s, name:%s, email:%s", id, name, email));
}
// 打开门
}
public void read(String id) {
// 锁门
synchronized (mLock) {
try {
Thread.sleep(getRandomInt());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(String.format("读数据 id:%s, name:%s, email:%s", id, mName, mEmail));
}
// 打开门
}
private int getRandomInt() {
return mRandom.nextInt(2000);
}
}
再次执行，结果如下：
主线程开始运行 主线程运行结束 读数据 id:r, name:默认名字, email:默认电子邮件 读数据 id:r, name:默认名字, email:默认电子邮件 读数据 id:r, name:默认名字, email:默认电子邮件 读数据 id:r, name:默认名字, email:默认电子邮件 读数据 id:r, name:默认名字, email:默认电子邮件 写数据 id:w, name:0的名字, email:0的电子邮件 写数据 id:w, name:1的名字, email:1的电子邮件 写数据 id:w, name:2的名字, email:2的电子邮件 写数据 id:w, name:3的名字, email:3的电子邮件 写数据 id:w, name:4的名字, email:4的电子邮件
上面的锁也可以这样挂：
package com.iteye.badpie.javacode.thread.sync;
import java.util.Random;
public class FileManager {
private Random mRandom;
private String mName = "默认名字";
private String mEmail = "默认电子邮件";
public FileManager() {
mRandom = new Random();
}
public void write(String id, String name, String email) {
// 锁门 对当前实例挂锁
synchronized (this) {
mName = name;
try {
Thread.sleep(getRandomInt());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
mEmail = email;
System.out.println(String.format("写数据 id:%s, name:%s, email:%s", id, name, email));
}
// 打开门
}
public void read(String id) {
// 锁门
synchronized (this) {
try {
Thread.sleep(getRandomInt());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(String.format("读数据 id:%s, name:%s, email:%s", id, mName, mEmail));
}
// 打开门
}
private int getRandomInt() {
return mRandom.nextInt(2000);
}
}
还可以这样挂锁：
package com.iteye.badpie.javacode.thread.sync;
import java.util.Random;
public class FileManager {
private Random mRandom;
private String mName = "默认名字";
private String mEmail = "默认电子邮件";
public FileManager() {
mRandom = new Random();
}
public synchronized void write(String id, String name, String email) {
mName = name;
try {
Thread.sleep(getRandomInt());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
mEmail = email;
System.out.println(String.format("写数据 id:%s, name:%s, email:%s", id, name, email));
}
public synchronized void read(String id) {
try {
Thread.sleep(getRandomInt());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(String.format("读数据 id:%s, name:%s, email:%s", id, mName, mEmail));
}
private int getRandomInt() {
return mRandom.nextInt(2000);
}
}