java基础知识总结(12)
多线程问题及处理
多线程编程为程序开发带来了很多的方便,但是也带来了一些问题,这些问题是在程序开发过程中必须进行处理的问题。
这些问题的核心是,如果多个线程同时访问一个资源,例如变量、文件等,时如何保证访问安全的问题。在多线程编程中,这种会被多个线程同时访问的资源叫做临界资源。
下面通过一个简单的示例,演示多个线程访问临界资源时产生的问题。在该示例中,启动了两个线程类DataThread的对象,该线程每隔200毫秒输出一次变量n的值,并将n的值减少1。变量n的值存储在模拟临界资源的Data类中,该示例的核心是两个线程类都使用同一个Data类的对象,这样Data类的这个对象就是一个临界资源了。示例代码如下:
package syn1;
/**
*模拟临界资源的类
*/
public class Data {
public int n;
public Data(){
n = 60;
}
}
package syn1;
/**
*测试多线程访问时的问题
*/
public class TestMulThread1 {
public static void main(String[] args) {
Data data = new Data();
DataThread d1 = new DataThread(data,"线程1");
DataThread d2 = new DataThread(data,"线程2");
}
}
package syn1;
/**
*访问数据的线程
*/
public class DataThread extends Thread {
Data data;
String name;
public DataThread(Data data,String name){
this.data = data;
this.name = name;
start();
}
public void run(){
try{
for(int i = 0;i < 10;i++){
System.out.println(name + ":" + data.n);
data.n--;
Thread.sleep(200);
}
}catch(Exception e){}
}
}
在运行时,因为不同情况下该程序的运行结果会出现不同,该程序的一种执行结果为:
线程1:60
线程2:60
线程2:58
线程1:58
线程2:56
线程1:56
线程2:54
线程1:54
线程2:52
线程1:52
线程2:50
线程1:50
线程2:48
线程1:48
线程2:47
线程1:46
线程2:44
线程1:44
线程2:42
线程1:42
从执行结果来看,第一次都输出60是可以理解的,因为线程在执行时首先输出变量的值,这个时候变量n的值还是初始值60,而后续的输出就比较麻烦了,在开始的时候两个变量保持一致的输出,而不是依次输出n的每个值的内容,而到将要结束时,线程2输出47这个中间数值。
出现这种结果的原因很简单:线程1改变了变量n的值以后,还没有来得及输出,这个变量n的值就被线程2给改变了,所以在输出时看的输出都是跳跃的,偶尔出现了连续。
出现这个问题也比较容易接受,因为最基本的多线程程序,系统只保证线程同时执行,至于哪个先执行,哪个后执行,或者执行中会出现一个线程执行到一半,就把CPU的执行权交给了另外一个线程,这样线程的执行顺序是随机的,不受控制的。所以会出现上面的结果。
这种结果在很多实际应用中是不能被接受的,例如银行的应用,两个人同时取一个账户的存款,一个使用存折、一个使用卡,这样访问账户的金额就会出现问题。或者是售票系统中,如果也这样就出现有人买到相同座位的票,而有些座位的票却未售出。