java 多线程

Java多线程同步教程－－BusyFlag或Lock (上) srx81 原创   更新：2003-11-24 13:15:19  版本: 1.1

Java语言内置了synchronized关键字用于对多线程进行同步，大大方便了Java中多线程程序的编写。但是仅仅使用synchronized关键字还不能满足对多线程进行同步的所有需要。大家知道，synchronized仅仅能够对方法或者代码块进行同步，如果我们一个应用需要跨越多个方法进行同步，synchroinzed就不能胜任了。在C++中有很多同步机制，比如信号量、互斥体、临届区等。在Java中也可以在synchronized语言特性的基础上，在更高层次构建这样的同步工具，以方便我们的使用。     当前，广为使用的是由Doug Lea编写的一个Java中同步的工具包，可以在这儿了解更多这个包的详细情况：     [url]http://gee.cs.oswego.edu/dl/classes/EDU/oswego/cs/dl/util/concurrent/intro.html[/url]     该工具包已经作为JSR166正处于JCP的控制下，即将作为JDK1.5的正式组成部分。本文并不打算详细剖析这个工具包，而是对多种同步机制的一个介绍，同时给出这类同步机制的实例实现，这并不是工业级的实现。但其中会参考Doug Lea的这个同步包中的工业级实现的一些代码片断。     本例中还沿用上篇中的Account类，不过我们这儿编写一个新的ATM类来模拟自动提款机，通过一个ATMTester的类，生成10个ATM线程，同时对John账户进行查询、提款和存款操作。Account类做了一些改动，以便适应本篇的需要： import java.util.HashMap; import java.util.Map; class Account {     String name;     //float amount;          //使用一个Map模拟持久存储     static Map storage = new HashMap();     static {         storage.put("John", new Float(1000.0f));         storage.put("Mike", new Float(800.0f));     }                   public Account(String name) {         //System.out.println("new account:" + name);         this.name = name;         //this.amount = ((Float)storage.get(name)).floatValue();     }     public synchronized void deposit(float amt) {         float amount = ((Float)storage.get(name)).floatValue();         storage.put(name, new Float(amount + amt));     }     public synchronized void withdraw(float amt) throws InsufficientBalanceException {         float amount = ((Float)storage.get(name)).floatValue();         if (amount >= amt)             amount -= amt;         else              throw new InsufficientBalanceException();                          storage.put(name, new Float(amount));     }     public float getBalance() {         float amount = ((Float)storage.get(name)).floatValue();         return amount;     } } 在新的Account类中，我们采用一个HashMap来存储账户信息。Account由ATM类通过login登录后使用： public class ATM {     Account acc;          //作为演示，省略了密码验证     public boolean login(String name) {         if (acc != null)             throw new IllegalArgumentException("Already logged in!");         acc = new Account(name);         return true;     }          public void deposit(float amt) {         acc.deposit(amt);     }          public void withdraw(float amt) throws InsufficientBalanceException  {             acc.withdraw(amt);     }          public float getBalance() {         return acc.getBalance();     }          public void logout () {         acc = null;     }      } 下面是ATMTester，在ATMTester中首先生成了10个ATM实例，然后启动10个线程，同时登录John的账户，先查询余额，然后，再提取余额的80％，然后再存入等额的款（以维持最终的余额的不变）。按照我们的预想，应该不会发生金额不足的问题。首先看代码： public class ATMTester {     private static final int NUM_OF_ATM = 10;     public static void main(String[] args) {         ATMTester tester = new ATMTester();                  final Thread thread[] = new Thread[NUM_OF_ATM];         final ATM atm[] = new ATM[NUM_OF_ATM];         for (int i=0; i<NUM_OF_ATM; i++) {             atm[i] = new ATM();             thread[i] = new Thread(tester.new Runner(atm[i]));             thread[i].start();         }                  }          class Runner implements Runnable {         ATM atm;                  Runner(ATM atm) {             this.atm = atm;         }                  public void run() {             atm.login("John");             //查询余额             float bal = atm.getBalance();             try {                 Thread.sleep(1); //模拟人从查询到取款之间的间隔             } catch (InterruptedException e) {                 // ignore it             }                           try {                 System.out.println("Your balance is:" + bal);                 System.out.println("withdraw:" + bal * 0.8f);                 atm.withdraw(bal * 0.8f);                 System.out.println("deposit:" + bal * 0.8f);                 atm.deposit(bal * 0.8f);             } catch (InsufficientBalanceException e1) {                 System.out.println("余额不足！");             } finally {                                     atm.logout();                            }         }     } } 运行ATMTester，结果如下（每次运行结果都有所差异）： Your balance is:1000.0 withdraw:800.0 deposit:800.0 Your balance is:1000.0 Your balance is:1000.0 withdraw:800.0 withdraw:800.0 余额不足！ Your balance is:200.0 Your balance is:200.0 Your balance is:200.0 余额不足！ Your balance is:200.0 Your balance is:200.0 Your balance is:200.0 Your balance is:200.0 withdraw:160.0 withdraw:160.0 withdraw:160.0 withdraw:160.0 withdraw:160.0 withdraw:160.0 withdraw:160.0 deposit:160.0 余额不足！ 余额不足！ 余额不足！ 余额不足！ 余额不足！ 余额不足！ 为什么会出现这样的情况？因为我们这儿是多个ATM同时对同一账户进行操作，比如一个ATM查询出了余额为1000，第二个ATM也查询出了余额1000，然后两者都期望提取出800，那么只有第1个用户能够成功提出，因为在第1个提出800后，账户真实的余额就只有200了，而第二个用户仍认为余额为1000。这个问题是由于多个ATM同时对同一个账户进行操作所不可避免产生的后果。要解决这个问题，就必须限制同一个账户在某一时刻，只能由一个ATM进行操作。如何才能做到这一点？直接通过synchronized关键字可以吗？非常遗憾！因为我们现在需要对整个Account的多个方法进行同步，这是跨越多个方法的，而synchronized仅能对方法或者代码块进行同步。在下一篇我们将通过编写一个锁对象达到这个目的。