如果一个共享资源被多个线程同时访问,可能会遭到破坏。
下面的程序创建并启动100个线程,每个线程都往同一个账户中添加一个便士。这里定义一个
Account 类模拟账户,一个名为 AddAPennyTask 的类用来向账户里添加一便士,以及一个用于
创建和启动线程的主类。
代码:
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class AccountWithoutSync {
private static Account account = new Account();
public static void main(String[] args) {
//创建线程池,并用 ExecutorService 接口来管理和控制线程池中的任务
ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
//创建并启动100个线程
for (int i = 0; i < 100; i++) {
executor.execute(new AddAPennyTask());
}
//关闭执行器,但允许完成执行器中的任务
executor.shutdown();
//等待所有的任务完成
while (!executor.isTerminated()) {
}
//打印结果
System.out.println("What is balance? " + account.getBalance());
}
//向账户添加一便士的任务类
private static class AddAPennyTask implements Runnable {
@Override
public void run() {
account.deposit(1);
}
}
//账户类
private static class Account {
private int balance = 0;
public int getBalance() {
return balance;
}
public void deposit(int amount) {
int newBalance = balance + amount;
//为了便于观察共享资源(balance)遭到破坏,让线程睡眠一会
try {
Thread.sleep(5);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
balance = newBalance;
}
}
}
看一下结果:
到底为什么?下面给出一个可能的情景:
步骤 1 中,任务 1 从账户获取余额数目。步骤 2 中,任务 2 从账户中获取同样的余额数目。
步骤 3 中,任务 1 向账户写入一个新余额。步骤 4 中,任务 2 也向账户写入一个新余额。
这个情景的效果就是任务 1 什么也没做,因为在步骤 4 中,任务 2 覆盖了任务 1 的结果。
任务 1 和任务 2 以一种会引起冲突的方式访问一个公共资源,这是多线程程序中的一个普遍问题,
被称为 竞争状态。如果一个类的对象在多线程程序中没有导致竞争状态,则称这样的类为 线程安全的。
Account 类不是线程安全的。
为避免竞争状态,应防止多个线程同时进入程序的某一特定部分,这部分称为临界区。
我们可以在 Account 类的 deposit 方法前面添加关键字 synchronized 以便一次只有一个线程可以
访问这个方法。
代码:
package Twenty_nine;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class AccountWithoutSync {
private static Account account = new Account();
public static void main(String[] args) {
//创建线程池,并用 ExecutorService 接口来管理和控制线程池中的任务
ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
//创建并启动100个线程
for (int i = 0; i < 100; i++) {
executor.execute(new AddAPennyTask());
}
//关闭执行器,但允许完成执行器中的任务
executor.shutdown();
//等待所有的任务完成
while (!executor.isTerminated()) {
}
//打印结果
System.out.println("What is balance? " + account.getBalance());
}
//向账户添加一便士的任务类
private static class AddAPennyTask implements Runnable {
@Override
public void run() {
account.deposit(1);
}
}
//账户类
private static class Account {
private int balance = 0;
public int getBalance() {
return balance;
}
//给临界区添加关键字 synchronized ,使 Account 类成为线程安全的
public synchronized void deposit(int amount) {
int newBalance = balance + amount;
try {
Thread.sleep(5);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
balance = newBalance;
}
}
}
结果:
还可以使用同步语句:
将代码中的 :
account.deposit(1);
改为:
synchronized (account) {
account.deposit(1);
}
即可。