使用互斥解决多线程问题是一种简单有效的解决办法,但是由于该方法比较简单,所以只能解决一些基本的问题,对于复杂的问题就无法解决了。
解 决多线程问题的另外一种思路是同步。同步是另外一种解决问题的思路,结合前面卫生间的示例,互斥方式解决多线程的原理是,当一个人进入到卫生间内部时,别 的人只能在外部时刻等待,这样就相当于别的人虽然没有事情做,但是还是要占用别的人的时间,浪费系统的执行资源。而同步解决问题的原理是,如果一个人进入 到卫生间内部时,则别的人可以去睡觉,不占用系统资源,而当这个人从卫生间出来以后,把这个睡觉的人叫醒,则它就可以使用临界资源了。所以使用同步的思路 解决多线程问题更加有效,更加节约系统的资源。
在常见的多线程问题解决中,同步问题的典型示例是“生产者-消费者”模型,也就是生产者线程只负责生产,消费者线程只负责消费,在消费者发现无内容可消费时则睡觉。下面举一个比较实际的例子——生活费问题。
生 活费问题是这样的:学生每月都需要生活费,家长一次预存一段时间的生活费,家长和学生使用统一的一个帐号,在学生每次取帐号中一部分钱,直到帐号中没钱时 通知家长存钱,而家长看到帐户还有钱则不存钱,直到帐户没钱时才存钱。在这个例子中,这个帐号被学生和家长两个线程同时访问,则帐号就是临界资源,两个线 程是同时执行的,当每个线程发现不符合要求时则等待,并释放分配给自己的CPU执行时间,也就是不占用系统资源。实现该示例的代码为:
package syn4; /** * 测试类 */ public class TestAccount { public static void main(String[] args) { Accout a = new Accout(); StudentThread s = new StudentThread(a); GenearchThread g = new GenearchThread(a); } }
package syn4; /** * 模拟学生线程 */ public class StudentThread extends Thread { Accout a; public StudentThread(Accout a){ this.a = a; start(); } public void run(){ try{ while(true){ Thread.sleep(2000); a.getMoney(); //取钱 } }catch(Exception e){} } }
package syn4; /** * 家长线程 */ public class GenearchThread extends Thread { Accout a; public GenearchThread(Accout a){ this.a = a; start(); } public void run(){ try{ while(true){ Thread.sleep(12000); a.saveMoney(); //存钱 } }catch(Exception e){} } }
package syn4; /** * 银行账户 */ public class Accout { int money = 0; /** * 取钱 * 如果账户没钱则等待,否则取出所有钱提醒存钱 */ public synchronized void getMoney(){ System.out.println("准备取钱!"); try{ if(money == 0){ wait(); //等待 } //取所有钱 System.out.println("剩余:" + money); money -= 50; //提醒存钱 notify(); }catch(Exception e){} } /** * 存钱 * 如果有钱则等待,否则存入200提醒取钱 */ public synchronized void saveMoney(){ System.out.println("准备存钱!"); try{ if(money != 0){ wait(); //等待 } //取所有钱 money = 200; System.out.println("存入:" + money); //提醒存钱 notify(); }catch(Exception e){} } }
该程序的一部分执行结果为:
准备取钱! 准备存钱! 存入:200 剩余:200 准备取钱! 剩余:150 准备取钱! 剩余:100 准备取钱! 剩余:50 准备取钱! 准备存钱! 存入:200 剩余:200 准备取钱! 剩余:150 准备取钱! 剩余:100 准备取钱! 剩余:50 准备取钱!