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; } } |
注:参考scott oaks & henry wong《java thread》
busyflag有3个公开方法:getbusyflag, freebusyflag, getowner,分别用于获取忙标志、释放忙标志和获取当前占用忙标志的线程。使用这个busyflag也非常地简单,只需要在需要锁定的地方,调用busyflag的getbusyflag(),在对锁定的资源使用完毕时,再调用改busyflag的freebusyflag()即可。下面我们开始改造前面中的account和atm类,并应用busyflag工具类使得同时只有一个线程能够访问同一个账户的目标得以实现。首先,要改造account类,在account中内置了一个busyflag对象,并通过此标志对象对account进行锁定和解锁:
| import java.util.collections; import java.util.hashmap; import java.util.map; class account { string name; //float amount; busyflag flag = new busyflag(); //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)); } static map accounts = collections.synchronizedmap(new hashmap()); private account(string name) { this.name = name; //this.amount = ((float)storage.get(name)).floatvalue(); } public synchronized static account getaccount (string name) { if (accounts.get(name) == null) accounts.put(name, new account(name)); return (account) accounts.get(name); } 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; } public void lock() { flag.getbusyflag(); } public void unlock() { flag.freebusyflag(); } } |
新的account提供了两个用于锁定的方法:lock()和unlock(),供account对象的客户端在需要时锁定account和解锁account,account通过委托给busyflag来提供这个机制。另外,大家也发现了,新的account中提供了对account对象的缓存,同时去除了public的构造方法,改为使用一个静态工厂方法供用户获取account的实例,这样做也是有必要的,因为我们希望所有的atm机同时只能有一个能够对同一个account进行操作,我们在account上的锁定是对一个特定account对象进行加锁,如果多个atm同时实例化多个同一个user的account对象,那么仍然可以同时操作同一个账户。所以,要使用这种机制就必须保证account对象在系统中的唯一性,所以,这儿使用一个account的缓存,并将account的构造方法变为私有的。你也可以说,通过在account类锁上进行同步,即将account中的busyflag对象声明为static的,但这样就使同时只能有一台atm机进行操作了。这样,在一台atm机在操作时,全市其它的所有的atm机都必须等待。
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另外必须注意的一点是:account中的getaccount()方法必须同步,否则,将有可能生成多个account对象,因为可能多个线程同时到达这个方法,并监测到accounts中没有“john”的account实例,从而实例化多个john的account实例。s
atm类只需作少量改动,在login方法中锁定account,在logout方法中解锁:
| public class atm { account acc; //作为演示,省略了密码验证 public synchronized boolean login(string name) { if (acc != null) throw new illegalargumentexception("already logged in!"); acc = account.getaccount(name); acc.lock(); 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 synchronized void logout () { acc.unlock(); acc = null; } } |
atmtester类不需要做任何修改即可同样运行,同时保证同一个account同时只能由一个atm进行操作。解决了上篇提到的多个atm同时对同一个account进行操作造成的问题。
在最新的doug lea的util.concurrent工具包中(现处于jsr166)提供了类似的并发实用类:reentrantlock,它实现了java .util.concurrent.locks.lock接口(将在jdk1.5中发布),它的作用也类似于我们这儿的busyflag,实现机制、使用方法也相似。但这是一个工业强度的可重入锁的实现类。在reentrantlock的api文档中有它的使用示例:
| lock l = ...; l.lock(); try { // access the resource protected by this lock } finally { l.unlock(); } |
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