Java多线程同步中的两个特殊类

核心提示：java语言内置了synchronized要害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，Java多线程同步中的两个特殊类，但是仅仅使用synchronized要害字还不能满足对多线程进行同步的所有需要，大家知道，而synchronized仅能对方法或者代码块进行同步，

　　java语言内置了synchronized要害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要害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，假如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具体情况：

http://gee.cs.oswego.edu/dl/classes/EDU/oswego/cs/dl/util/concurrent/intro.Html

　　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。本文并不打算具体剖析这个工具包，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要害字可以吗？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。 QQRead.com 推出数据恢复指南教程 数据恢复指南教程 数据恢复故障解析 常用数据恢复方案 硬盘数据恢复教程 数据保护方法 数据恢复软件 专业数据恢复服务指南
　　我们首先开发一个BusyFlag的类，类似于C++中的Simaphore。

public class BusyFlag
{
　protected Thread busyflag = null;
　protected int busycount = 0;
　public synchronized void getBusyFlag()
　{
　　while (tryGetBusyFlag() == false)
　　{
　　　try
　　　{
　　　　wait();
　　　}
　　　catch (Exception e) {}
　　}
　}

　private synchronized boolean tryGetBusyFlag()
　{
　　if (busyflag == null)
　　{
　　　busyflag = Thread.currentThread();
　　　busycount = 1;
　　　return true;
　　}
　　if (busyflag == Thread.currentThread())
　　{
　　　busycount++; return true;
　　}
　　return false;
　}
　
　public synchronized void freeBusyFlag()
　{
　　if(getOwner()== Thread.currentThread())
　　{
　　　busycount--;
　　　if(busycount==0)
　　　{
　　　　busyflag = null;
　　　　notify();
　　　}
　　}
　}

　public synchronized Thread getOwner()
　{
　　　return busyflag;
　}
}