java学习笔记 ---线程协作安全

1. 什么是线程协作

   有些情况下，多个线程合作完成一件事情的几个步骤，此时线程之间实现了协作。如一个工作需要若干个步骤，各个步骤都比较耗时，不能因为他们的运行，影响程序的运行效果，最好的方法就是将各个步骤用线程实现。但是，由于线程随时都有可能抢占cpu,可能在前面一个步骤没有完成时，后面的步骤就已经运行，该安全隐患造系统得不到正确结果。

2. 一个案例

   线程1负责完成一个复杂运算(比较耗时)，线程2负责得到结果，并将结果进行下一步处理。

       比如，某个科学计算系统中，线程1负责计算1---100000各个数字的和，线程2负责得到这个结果并且写入数据库。用传统方法编写这段代码如下:

public class ThreadCooperateTest
{
 private long sum =0;
 class CalThread extends Thread
 {
  public void run()
  {
   for(int i =1;i<100000;i++)
   {
    sum +=i;
   }
  }
 }
 class SaveThread extends Thread
 {
  public void run()
  {
   System.out.println("写入数据库: sum ="+sum);
  }
 }
  public void work()
 {
  CalThread ct = new CalThread();
  SaveThread st = new SaveThread();
  ct.start();
  st.start();
 }
 public static void main(String[] args)
 {
  new ThreadCooperateTest().work();
 }
 
}

运行结果，发现不正确，而且每次输入的结果不一样。这是因为，当线程ct运行后，线程st运行，此时线程st随时可能抢占cpu，而不一定要等线程ct运行完毕。此时，在求和还没有开始做或者只完成了一部分时，就打印出来sum，所以结果错误。

解决这个错误，要用到join()方法，代码如下:

public class ThreadCooperateTest
{
 private long sum =0;
 class CalThread extends Thread
 {
  public void run()
  {
   for(int i =1;i<100000;i++)
   {
    sum +=i;
   }
  }
 }
 class SaveThread extends Thread
 {
  public void run()
  {
   System.out.println("写入数据库: sum ="+sum);
  }
 }
  public void work()
 {
  CalThread ct = new CalThread();
  SaveThread st = new SaveThread();
  ct.start();
  /*
   ThreadCooperateTest.java:27: 未报告的异常 java.lang.InterruptedException；必须对
   其进行捕捉或声明以便抛出
                ct.join();
                       ^
    1 错误
  ct.join();必须要catch其异常
  */
  try
  {
   ct.join();
  }catch(Exception e)
  {}
  st.start();
 }
 public static void main(String[] args)
 {
  new ThreadCooperateTest().work();
 }
 
}

解决方法:

在运行线程ct时，命令另一个线程st等待线程ct运行完毕，才能抢占cpu进行运行。在java语言中，只需要调用线程ct的join()方法，就能够让系统等起运行完毕才能运行下面的代码。这次输出的结果正确了。

 

注意：

实际上，该程序相当于摒弃了“线程就是为了程序看起来同时做好几件事情”的思想，将并发程序又变成了顺序的，如果线程ct没有运行完毕的话，程序会在ct.join()处堵塞。如果work耗时较长，程序将一直等待。解决方式是，可以将work函数放在另一个线程中，既不会堵塞主程序，又能够保证数据安全性。

练习:将例子中的work函数写在另外一个线程内，在主函数中调用

代码如下:

public class ThreadCooperateTest
{
 private long sum =0;
 class CalThread extends Thread
 {
  public void run()
  {
   for(int i =1;i<1000000;i++)
   {
    sum +=i;
   }
  }
 }
 class SaveThread extends Thread
 {
  public void run()
  {
   System.out.println("写入数据库: sum ="+sum);
  }
 }
  public void work()
 {
  CalThread ct = new CalThread();
  SaveThread st = new SaveThread();
  ct.start();
  /*
   ThreadCooperateTest.java:27: 未报告的异常 java.lang.InterruptedException；必须对
   其进行捕捉或声明以便抛出
                ct.join();
                       ^
    1 错误
  ct.join();必须要catch其异常
  */
  try
  {
   ct.join();
  }catch(Exception e)
  {}
  st.start();
 }
 public static void main(String[] args)
 {
  
  
  Thread t = new Thread()
  {
   public void run()
   {
    new ThreadCooperateTest().work();
   }
   
  };
  t.start();
  
 
 }
 
}