ReentrantReadWriteLock在坦克游戏中的使用

写坦克游戏,玩转Java多线程编程。大家好!我是Java小卷。
坦克游戏前面的例子,咱们实现了坦克间的碰撞检测,并用迭代器模式优化了碰撞检测时的遍历功能,由此又引发了线程安全问题。

多线程问题描述

一次性让坦克工厂生产出240辆敌方坦克。
在这里插入图片描述
注意,在坦克工厂内部制造了坦克时,就启用了坦克线程,坦克就从工厂里开出来了。此时move方法中的碰撞检测逻辑就开始执行咯:
在这里插入图片描述
而与此同时,坦克工厂还在继续生产坦克,并加到坦克Set集合中。显然这里的集合就有多线程并发访问的安全问题:
在这里插入图片描述

同步代码块解决问题

在构造迭代器模式实现的碰撞集合,调用Set集合遍历的地方做这样的调整:
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对Set集合的拷贝用同步代码块保护起来,
在这里插入图片描述
同时游戏窗体类中添加坦克集合的操作也用同步代码块保护起来:
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包括面板绘制坦克的功能代码:
在这里插入图片描述
这样问题就解决了:
在这里插入图片描述

同步代码块的问题

伙伴们思考下,虽然同步代码块解决了集合并发读写的问题,但是性能上还存在问题,获取坦克绘制的线程和坦克移动获取坦克集合元素进行碰撞检测的线程,用同步代码块的方式存在互斥访问,性能上大打折扣,有没有更好的实现方法呢?欸,那就是用读写锁来优化咯!

ReentrantReadWriteLock登场

窗体类中初始化下:
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读的情况:
获取碰撞检测的集合:
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面板绘制功能:
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添加坦克操作:
在这里插入图片描述
运行效果一样,但是性能肯定更高,读操作互不影响。

### 关于 `ReentrantReadWriteLock` 的使用方法 #### 创建与初始化 为了创建一个可重入的读写锁实例,可以利用 `java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock` 提供的方法来完成。通常情况下会声明两个独立的锁对象分别用于处理读和写的请求。 ```java private static final ReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock(); private static final Lock readLock = readWriteLock.readLock(); private static final Lock writeLock = readWriteLock.writeLock(); ``` 这段代码展示了如何定义静态成员变量以便在整个类范围内共享同一个读写锁实例[^3]。 #### 获取读锁 当多个线程尝试同时执行只读操作时,这些线程都可以获得读锁而不会相互阻塞。但是如果有任何其他线程持有写锁,则所有试图获取读锁的操作都将被挂起直到写锁被释放为止。 ```java public static Object get(String key) { readLock.lock(); // 尝试获取读锁 try { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 正在读取数据"); Thread.sleep(100); // 模拟耗时操作 return new Object(); } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } finally { readLock.unlock(); // 确保无论发生什么情况都会释放读锁 } } ``` 此函数模拟了一个简单的缓存查询逻辑,在实际应用中应当替换为具体的业务逻辑。 #### 获取写锁 对于修改资源的操作来说,必须先取得独占性的写锁才能继续下一步骤。这意味着在同一时刻只能有一个线程能够成功拿到写权限,并且在此期间不允许有任何其他的读或写活动存在。 ```java public static void put(String key, String value) { writeLock.lock(); // 尝试获取写锁 try { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 正在写入数据"); Thread.sleep(100); // 模拟耗时操作 } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } finally { writeLock.unlock(); // 确保无论发生什么情况都会释放写锁 } } ``` 这里同样给出了一个简化版的例子用来说明基本概念;真实场景下应该根据具体需求调整内部实现细节。
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