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多线程问题及处理1

12.4 多线程问题及处理

         多线程编程为程序开发带来了很多的方便,但是也带来了一些问题,这些问题是在程序开发过程中必须进行处理的问题。

         这些问题的核心是,如果多个线程同时访问一个资源,例如变量、文件等,时如何保证访问安全的问题。在多线程编程中,这种会被多个线程同时访问的资源叫做临界资源。

         下面通过一个简单的示例,演示多个线程访问临界资源时产生的问题。在该示例中,启动了两个线程类DataThread的对象,该线程每隔200毫秒输出一次变量n的值,并将n的值减少1。变量n的值存储在模拟临界资源的Data类中,该示例的核心是两个线程类都使用同一个Data类的对象,这样Data类的这个对象就是一个临界资源了。示例代码如下:

                   package syn1;

/**

 * 模拟临界资源的类

 */

public class Data {

         public int n;

         public Data(){

                   n = 60;

         }

}

package syn1;

/**

 * 测试多线程访问时的问题

 */

public class TestMulThread1 {

         public static void main(String[] args) {

                   Data data = new Data();

                   DataThread d1 = new DataThread(data,"线程1");

                   DataThread d2 = new DataThread(data,"线程2");

         }

}

package syn1;

/**

 * 访问数据的线程

 */

public class DataThread extends Thread {

         Data data;

         String name;

         public DataThread(Data data,String name){

                   this.data = data;

                   this.name = name;

                   start();

         }

          

         public void run(){

                   try{

                            for(int i = 0;i < 10;i++){

                                     System.out.println(name + ":" + data.n);

                                     data.n--;

                                     Thread.sleep(200);

                            }

                   }catch(Exception e){}

         }

}

         在运行时,因为不同情况下该程序的运行结果会出现不同,该程序的一种执行结果为:

                   线程1:60

线程2:60

线程2:58

线程1:58

线程2:56

线程1:56

线程2:54

线程1:54

线程2:52

线程1:52

线程2:50

线程1:50

线程2:48

线程1:48

线程2:47

线程1:46

线程2:44

线程1:44

线程2:42

线程1:42

         从执行结果来看,第一次都输出60是可以理解的,因为线程在执行时首先输出变量的值,这个时候变量n的值还是初始值60,而后续的输出就比较麻烦了,在开始的时候两个变量保持一致的输出,而不是依次输出n的每个值的内容,而到将要结束时,线程2输出47这个中间数值。

         出现这种结果的原因很简单:线程1改变了变量n的值以后,还没有来得及输出,这个变量n的值就被线程2给改变了,所以在输出时看的输出都是跳跃的,偶尔出现了连续。

         出现这个问题也比较容易接受,因为最基本的多线程程序,系统只保证线程同时执行,至于哪个先执行,哪个后执行,或者执行中会出现一个线程执行到一半,就把CPU的执行权交给了另外一个线程,这样线程的执行顺序是随机的,不受控制的。所以会出现上面的结果。

         这种结果在很多实际应用中是不能被接受的,例如银行的应用,两个人同时取一个账户的存款,一个使用存折、一个使用卡,这样访问账户的金额就会出现问题。或者是售票系统中,如果也这样就出现有人买到相同座位的票,而有些座位的票却未售出。

         在多线程编程中,这个是一个典型的临界资源问题,解决这个问题最基本,最简单的思路就是使用同步关键字synchronized

         synchronized关键字是一个修饰符,可以修饰方法或代码块,其的作用就是,对于同一个对象(不是一个类的不同对象), 当多个线程都同时调用该方法或代码块时,必须依次执行,也就是说,如果两个或两个以上的线程同时执行该段代码时,如果一个线程已经开始执行该段代码,则另 外一个线程必须等待这个线程执行完这段代码才能开始执行。就和在银行的柜台办理业务一样,营业员就是这个对象,每个顾客就好比线程,当一个顾客开始办理 时,其它顾客都必须等待,及时这个正在办理的顾客在办理过程中接了一个电话 (类比于这个线程释放了占用CPU的时间,而处于阻塞状态),其它线程也只能等待。

         使用synchronized关键字修改以后的上面的代码为:

                   package syn2;

/**

 * 模拟临界资源的类

 */

public class Data2 {

         public int n;

         public Data2(){

                   n = 60;

         }

        

         public synchronized void action(String name){

                   System.out.println(name + ":" + n);

                   n--;

         }

}

package syn2;

/**

 * 测试多线程访问时的问题

 */

public class TestMulThread2 {

         public static void main(String[] args) {

                   Data2 data = new Data2();

                   Data2Thread d1 = new Data2Thread(data,"线程1");

                   Data2Thread d2 = new Data2Thread(data,"线程2");

         }

}

package syn2;

/**

 * 访问数据的线程

 */

public class Data2Thread extends Thread {

         Data2 data;

         String name;

         public Data2Thread(Data2 data,String name){

                   this.data = data;

                   this.name = name;

                   start();

         }

          

         public void run(){

                   try{

                            for(int i = 0;i < 10;i++){

                                     data.action(name);

                                     Thread.sleep(200);

                            }

                   }catch(Exception e){}

         }

}

         该示例代码的执行结果会出现不同,一种执行结果为:

                   线程1:60

线程2:59

线程2:58

线程1:57

线程2:56

线程1:55

线程2:54

线程1:53

线程2:52

线程1:51

线程2:50

线程1:49

线程1:48

线程2:47

线程2:46

线程1:45

线程2:44

线程1:43

线程2:42

线程1:41

         在该示例中,将打印变量n的代码和变量n变化的代码组成一个专门的方法action,并且使用修饰符synchronized修改该方法,也就是说对于一个Data2的对象,无论多少个线程同时调用action方法时,只有一个线程完全执行完该方法以后,别的线程才能够执行该方法。这就相当于一个线程执行到该对象的synchronized方法时,就为这个对象加上了一把锁,锁住了这个对象,别的线程在调用该方法时,发现了这把锁以后就继续等待下去了。




(转)http://blog.csdn.net/Mailbomb/archive/2009/05/23/4210889.aspx

posted on 2009-06-15 13:24 找个美女做老婆 阅读(192) 评论(0)  编辑  收藏


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