1. 同步 两个或两个以上的线程如何共享同一对数据的存取 为了解决以上问题需要竞争条件 1.1 竞争条件的一个例子 为了避免多线程引起对共享数据的误操作,必须要同步存取 模拟银行转账代码 public void transfer(int from,int to,double amount){ System.out.print(Thread.currentThread()); accounts[from]-=amount; System.out.printf(%10.2f, from %d to %d,amount,from,to); System.out.printf(total balance: %10.2f%n,getTotalBalance; } 这里是Runnable类的代码,run 方法不断从一个账户转到另一个账户 Runnable r = ()-{ try{ while(true){ int toAccount = (int)(bank.size()*Math.random); double amount = MAX_AMOUNT * Math.random(); bank.transfer(fromAccount, toAccount, amount); Thread, sleep((int) (DELAY * Math.random())); } } catch(InterraputException e) { } } 我们可以确定的是总额是不变的。但是结果确是这样 总额变化 UnsynchBankTest Bank 运行截图 为什么会出现这种状况 下面我们看一下详解 两个线程同时更新一个银行账户的时候,会出现问题 问题在于对金额的增加操作不是不可分割的原子操作 amounts[to] 可以被处理成为以下操作 1)将amounts[to] 加载到寄存器 2)增加amount 3)将结果写回amount // 假想第一个线程执行步骤1、2被剥夺了运行权,第二个线程被唤醒并修改了amounts之后第一个线程被唤醒,继续执行。这样第一个线程擦去第二个线程的修改 无规律出错发生的事很可能是线程的原因 上面代码出错的原因是transfer方法可能会被中断 1.2 锁对象 如果要想上述转移完成,就要让transfer方法不被中断。 有两种方法防止代码块受并发干扰 1. 通过ReentrantLock类 private Lock myLock = new ReemtrantLock() try{ do some work; }finally{ myLock.unlock(); // make sure the lock is unlock; } // 这一结构确保任何时刻只有一个线程进入临界区。一旦一个线程封锁了锁对象,其他任何线程都无法通过lock语句,其他线程调用lock时他们会被阻塞,知道第一个线程释放该锁对象 执行图 但是线程在操作不同的bank实例的时候是不会相互阻塞的 锁是可以重入的,线程可以重复获得已经持有的锁,一个被锁保护的代码可以调用另一个使用相同锁的方法 transfer方法调用getTotalBalance方法也会封锁bankLock对象,此时bankLock对象持有数为2,当getTotalBalance退出持有计数才会变为1,当transfer方法退出后引用计数变为0,线程释放锁 常用锁方法 1.3 条件对象 通常情况下,线程进入临界区,却发现满足某一条件之后它才能执行。要使用一个条件对象来管理那些已经获得一个锁,但却不能做有用工作的线程 我们来细化模拟银行的转账操作,避免没有足够的资金来转出 不能使用以下的代码 if (bank.getBalance(from) = amount) bank.transfer(from, to, amount) ; 因为线程完全有可能成功完成测试之后中断 if (bank.getBalance(from) = amount) // 可能在这里进行中断 bank.transfer(from, to, amount) ; 由于线程被中断了,可能线程再回来时已经余额不足,所以必须确保没有其他线程中断检查余额与转账操作。通过锁来保护检查余额与转账 加锁控制 线程获得了排他性访问,会一直拥有该锁。这是我们需要拥有条件锁的原因 一个锁对象可以有一个或者多个相关的条件对象 newCondition获得条件对象 习惯给条件对象命名所表达相关条件的名字 class Bank { private Condition sufficientFunds; public Bank(){ sufficientFunds = bankLock.newCondition(); } } // 如果发现余额不足调用sufficientFunds.await()方法,线程阻塞释放该锁 等待获得锁的线程或和调用await的方式是不同的 线程调用await方法,进入该条件的等待集。当锁可用,该线程不能马上解除阻塞。阻塞状态,直到另一个线程调用统一条件上的signalAll方法 signalAll方法激活因为这个条件而等待的线程,等待线程从等待集中移出,再次成为可运行的,调度器再次激活他们。它们从新竞争进入锁对象,一旦锁可用,他们中某个将从await调用返回,获得该锁从上次阻塞的地方继续运行 一旦使用await,没法激活自身,需要寄希望与其他线程。否则永远不会运行 注意死锁现象 所有的线程不能均不能获得锁,造成死锁现象。程序被挂起 |
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