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Java多线程同步-BusyFlag或Lock

2019-09-13 19:30:09来源:励志吧0次阅读

我们首先开发一个BusyFlag的类,类似于C++中的Simaphore。

publicclassBusyFlag{ protectedThreadbusyflag=null; protectedintbusycount=0; publicsynchronizedvoidgetBusyFlag(){ while(tryGetBusyFlag()==false){ try{ wait(); }catch(Exceptione){} } } privatesynchronizedbooleantryGetBusyFlag(){ if(busyflag==null){ busyflag=Thread.currentThread(); busycount=1; returntrue; } if(busyflag==Thread.currentThread()){ busycount++; returntrue; } returnfalse; } publicsynchronizedvoidfreeBusyFlag(){ if(getOwner()==Thread.currentThread()){ busycount--; if(busycount==0){ busyflag=null; notify(); } } } publicsynchronizedThreadgetOwner(){ returnbusyflag; } }

注:参考ScottOaks&HenryWong《JavaThread》

BusyFlag有3个公开方法:getBusyFlag,freeBusyFlag,getOwner,分别用于获取忙标志、释放忙标志和获取当前占用忙标志的线程。使用这个BusyFlag也非常地简单,只需要在需要锁定的地方,调用BusyFlag的getBusyFlag(),在对锁定的资源使用完毕时,再调用改BusyFlag的freeBusyFlag()即可。下面我们开始改造上篇中的Account和ATM类,并应用BusyFlag工具类使得同时只有一个线程能够访问同一个账户的目标得以实现。首先,要改造Account类,在Account中内置了一个BusyFlag对象,并通过此标志对象对Account进行锁定和解锁:

importjava.util.Collections; importjava.util.HashMap; importjava.util.Map; classAccount{ Stringname; //floatamount; BusyFlagflag=newBusyFlag(); //使用一个Map模拟持久存储 staticMapstorage=newHashMap(); static{ storage.put("John",newFloat(1000.0f)); storage.put("Mike",newFloat(800.0f)); } staticMapaccounts=Collections.synchronizedMap(newHashMap()); privateAccount(Stringname){ this.name=name; //this.amount=((Float)storage.get(name)).floatValue(); } publicsynchronizedstaticAccountgetAccount(Stringname){ if(accounts.get(name)==null) accounts.put(name,newAccount(name)); return(Account)accounts.get(name); } publicsynchronizedvoiddeposit(floatamt){ floatamount=((Float)storage.get(name)).floatValue(); storage.put(name,newFloat(amount+amt)); } publicsynchronizedvoidwithdraw(floatamt)throwsInsufficientBalanceException{ floatamount=((Float)storage.get(name)).floatValue(); if(amount>=amt) amount-=amt; else thrownewInsufficientBalanceException(); storage.put(name,newFloat(amount)); } publicfloatgetBalance(){ floatamount=((Float)storage.get(name)).floatValue(); returnamount; } publicvoidlock(){ flag.getBusyFlag(); } publicvoidunlock(){ flag.freeBusyFlag(); } }

新的Account提供了两个用于锁定的方法:lock()和unlock(),供Account对象的客户端在需要时锁定Account和解锁Account,Account通过委托给BusyFlag来提供这个机制。另外,大家也发现了,新的Account中提供了对Account对象的缓存,同时去除了public的构造方法,改为使用一个静态工厂方法供用户获取Account的实例,这样做也是有必要的,因为我们希望所有的ATM机同时只能有一个能够对同一个Account进行操作,我们在Account上的锁定是对一个特定Account对象进行加锁,如果多个ATM同时实例化多个同一个user的Account对象,那么仍然可以同时操作同一个账户。所以,要使用这种机制就必须保证Account对象在系统中的唯一性,所以,这儿使用一个Account的缓存,并将Account的构造方法变为私有的。你也可以说,通过在Account类锁上进行同步,即将Account中的BusyFlag对象声明为static的,但这样就使同时只能有一台ATM机进行操作了。这样,在一台ATM机在操作时,全市其它的所有的ATM机都必须等待。

另外必须注意的一点是:Account中的getAccount()方法必须同步,否则,将有可能生成多个Account对象,因为可能多个线程同时到达这个方法,并监测到accounts中没有“John”的Account实例,从而实例化多个John的Account实例。s

ATM类只需作少量改动,在login方法中锁定Account,在logout方法中解锁:

publicclassATM{ Accountacc; //作为演示,省略了密码验证 publicsynchronizedbooleanlogin(Stringname){ if(acc!=null) thrownewIllegalArgumentException("Alreadyloggedin!"); acc=Account.getAccount(name); acc.lock(); returntrue; } publicvoiddeposit(floatamt){ acc.deposit(amt); } publicvoidwithdraw(floatamt)throwsInsufficientBalanceException{ acc.withdraw(amt); } publicfloatgetBalance(){ returnacc.getBalance(); } publicsynchronizedvoidlogout(){ acc.unlock(); acc=null; } }

ATMTester类不需要做任何修改即可同样运行,同时保证同一个Account同时只能由一个ATM进行操作。解决了上篇提到的多个ATM同时对同一个Account进行操作造成的问题。

在最新的DougLea的util.concurrent工具包中(现处于JSR166)提供了类似的并发实用类:ReentrantLock,它实现了java.util.concurrent.locks.Lock接口(将在JDK1.5中发布),它的作用也类似于我们这儿的BusyFlag,实现机制、使用方法也相似。但这是一个工业强度的可重入锁的实现类。在ReentrantLock的API文档中有它的使用示例:

Lockl=...; l.lock(); try{ //accesstheresourceprotectedbythislock }finally{ l.unlock(); }

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