第八章線程(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 票，和原意就不符了 線程間的數(shù)據(jù)共享 (續(xù) ) —— 例 8_6運行結(jié)果 多線程編程基礎(chǔ) 30 多線程的同步控制 ? 有時線程之間彼此不獨立、需要同步 – 線程間的互斥 ? 同時運行的幾個線程需要共享一個（些）數(shù)據(jù) ? 一個線程對共享的數(shù)據(jù)進行操作時，不允許其他線程打斷它，否則會破壞數(shù)據(jù)的完整性。即被多個線程共享的數(shù)據(jù)，在某一時刻只允許一個線程對其進行操作 – “生產(chǎn)者 /消費者” 問題 ? 生產(chǎn)者產(chǎn)生數(shù)據(jù)，消費者消費數(shù)據(jù)，具體來說，假設(shè)有一個 Java應(yīng)用程序，其中有一個線程負責(zé)往數(shù)據(jù)區(qū)寫數(shù)據(jù)，另一個線程從同一數(shù)據(jù)區(qū)中讀數(shù)據(jù)，兩個線程可以并行執(zhí)行（類似于流水線上的兩道工序） ? 如果數(shù)據(jù)區(qū)已滿，生產(chǎn)者要等消費者取走一些數(shù)據(jù)后才能再放；而當(dāng)數(shù)據(jù)區(qū)沒有數(shù)據(jù)時，消費者要等生產(chǎn)者放入一些數(shù)據(jù)后再取 多線程編程基礎(chǔ) 31 ? 用兩個線程模擬存票、售票過程 – 假定開始售票處并沒有票，一個線程往里存票，另外一個線程則往出賣票 – 我們新建一個票類對象，讓存票和售票線程都訪問它。本例采用兩個線程共享同一個數(shù)據(jù)對象來實現(xiàn)對同一份數(shù)據(jù)的操作 public class Ex8_7 { public static void main(String[] args) { Tickets t=new Tickets(10)。 new Consumer(t).start()。 new Producer(t).start()。 } } 多線程的同步控制 (續(xù) ) —— 例 8_7 多線程編程基礎(chǔ) 32 class Tickets { int number=0。 //票號 int size。 //總票數(shù) boolean available=false。 //表示目前是否有票可售 public Tickets(int size) //構(gòu)造函數(shù)，傳入總票數(shù)參數(shù) { =size。 } } 多線程的同步控制 (續(xù) ) —— 例 8_7 多線程編程基礎(chǔ) 33 class Producer extends Thread { Tickets t=null。 public Producer(Tickets t) { =t。 } public void run() { while( ) { (Producer puts ticket +(++))。 =true。 } } } 多線程的同步控制 (續(xù) ) —— 例 8_7 多線程編程基礎(chǔ) 34 class Consumer extends Thread //售票線程 { Tickets t=null。 int i=0。 public Consumer(Tickets t) { =t。 } public void run() { while(i) { if(==true amp。amp。 i=) (Consumer buys ticket +(++i))。 if(i==) =false。 } } } 多線程的同步控制 (續(xù) ) —— 例 8_7 多線程編程基礎(chǔ) 35 ? 運行結(jié)果 Producer puts ticket 1 Producer puts ticket 2 Producer puts ticket 3 Producer puts ticket 4 Producer puts ticket 5 Producer puts ticket 6 Producer puts ticket 7 Producer puts ticket 8 Consumer buys ticket 1 Consumer buys ticket 2 Consumer buys ticket 3 Consumer buys ticket 4 Consumer buys ticket 5 Consumer buys ticket 6 Consumer buys ticket 7 Consumer buys ticket 8 Producer puts ticket 9 Producer puts ticket 10 Consumer buys ticket 9 Consumer buys ticket 10. ? 通過讓兩個線程操縱同一個票類對象，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享的目的 多線程的同步控制 (續(xù) ) —— 例 8_7運行結(jié)果 多線程編程基礎(chǔ) 36 ? 設(shè)想一下，假如售票線程運行到 =false之前， CPU切換到存票線程，存票線程將 available置為 true，并直到整個存票線程結(jié)束。再次切換到售票線程后，售票線程執(zhí)行 =false。此時售票號小于存票數(shù)，且存票線程已經(jīng)結(jié)束不再能將 置為 true，則售票線程陷入了死循環(huán) ? 如果我們在 =false之前加上 sleep語句，讓售票線程多停留一會，則可以更加清楚地看到這個問題 if(i==) { try{ (1)。 } catch ( InterruptedException exception ) {}。 =false。 } 多線程的同步控制 (續(xù) ) —— 例 8_7修改 多線程編程基礎(chǔ) 37 ? 修改后運行結(jié)果 Producer puts ticket 1 Producer puts ticket 2 Producer puts ticket 3 Producer puts ticket 4 Producer puts ticket 5 Producer puts ticket 6 Producer puts ticket 7 Producer puts ticket 8 Consumer buys ticket 1 Consumer buys ticket 2 Consumer buys ticket 3 Consumer buys ticket 4 Consumer buys ticket 5 Consumer buys ticket 6 Consumer buys ticket 7 Consumer buys ticket 8 Producer puts ticket 9 Producer puts ticket 10 多線程的同步控制 (續(xù) ) —— 例 8_7修改后運行結(jié)果 多線程編程基礎(chǔ) 38 ? 如何避免上面這種意外，讓我們的程序是“線程安全”的呢？ – 解決線程的同步 /互斥問題 – 存票線程和售票線程應(yīng)保持互斥關(guān)系。即售票線程執(zhí)行時不進入存票線程、存票線程執(zhí)行時不進入售票線程 ? Java 使用的同步機制是監(jiān)視器 – 每個對象都只有一個“鎖旗標(biāo)”與之相連，利用多線程對其的爭奪可實現(xiàn)線程間的互斥操作 – 當(dāng)線程 A獲得了一個對象的鎖旗標(biāo)后，線程 B必須等待線程 A完成規(guī)定的操作、并釋放出鎖旗標(biāo)后，才能獲得該對象的鎖旗標(biāo)，并執(zhí)行線程 B中的操作 多線程的同步控制 (續(xù) ) —— 解決例 8_7的問題 多線程編程基礎(chǔ) 39 ? 線程同步的概念，包括互斥和協(xié)作 – 互斥：許多線程在同一個共享數(shù)據(jù)上操作而互不干擾，同一時刻只能有一個線程訪問該共享數(shù)據(jù)。因此有些方法或程序段在同一時刻只能被一個線程執(zhí)行，稱之為 監(jiān)視區(qū) – 協(xié)作：多個線程可以有條件地同時操作共享數(shù)據(jù)。執(zhí)行監(jiān)視區(qū)代碼的線程在條件滿足的情況下可以允許其它線程進入 監(jiān)視區(qū) 多線程的同步控制 (續(xù) ) —— 線程同步 (Synchronization) 多線程編程基礎(chǔ) 40 ? synchronized —— 線程同步關(guān)鍵字 – 用于指定需要同步的代碼段或方法，也就是 監(jiān)視區(qū) – 可實現(xiàn)與一個鎖旗標(biāo)的交互。例如： ? synchronized（對象） { 代碼段 } – synchronized的功能是：首先判斷對象的鎖旗標(biāo)是否在，如果在就獲得鎖旗標(biāo)，然后就可以執(zhí)行緊隨其后的代碼段；如果對象的鎖旗標(biāo)不在（已被其他線程拿走），就進入等待狀態(tài)，直到獲得鎖旗標(biāo) – 當(dāng)被 synchronized限定的代碼段執(zhí)行完，就釋放鎖旗標(biāo) 多線程的同步控制 (續(xù) ) —— synchronized關(guān)鍵字 多線程編程基礎(chǔ) 41 ? 將需要互斥的語句段放入 synchronized(object){}語句框中，且兩處的 object是相同的 class Producer extends Thread { Tickets t=null。 public Producer(Tickets t) { =t。} public void run() { while(()) { synchronized(t) { // 申請對象 t的鎖旗標(biāo) (Producer puts ticket +(++))。 =true。 } // 釋放對象 t的鎖旗標(biāo) } (Producer ends!)。 } } 多線程的同步控制 (續(xù) ) —— synchronized關(guān)鍵字 多線程編程基礎(chǔ) 42 class Consumer extends Thread { Tickets t=null。 int i=0。 public Consumer(Tickets t) { =t。 } public void run() { while(i) { synchronized(t) { //申請對象 t的鎖旗標(biāo) if(==true amp。amp。 i=) (Consumer buys ticket +(++i))。 if(i==) { try{(1)。}catch(Exception e){} =false。 } } //釋放對象 t的鎖旗標(biāo) } (Consumer ends)。 } } 多線程的同步控制 (續(xù) )