多线程程序

对于多线程的好处这就不多说了。但是,它同样也带来了某些新的麻烦。只要在设计程序时特别小心留意,克服这些麻烦并不算太困难。

(1)同步线程

许多线程在执行中必须考虑与其他线程之间共享数据或协调执行状态。这就 需要同步机制。在Java中每个对象都有一把锁与之对应。但Java不提供单独的lock和unlock操作。它由高层的结构隐式实现, 来保证操作的对应。(然而,我们注意到Java虚拟机提供单独的monito renter和monitorexit指令来实现lock和unlock操作。)

synchronized语句计算一个对象引用,试图对该对象完成锁操作, 并且在完成锁操作前停止处理。当锁操作完成synchronized语句体得到执行。当语句体执行完毕(无论正常或异常),解锁操作自动完成。作为面向对象的语言,synchronized经常与方法连用。一种比较好的办法是,如果某个变量由一个线程赋值并由别的线程引用或赋值,那么所有对该变量的访问都必须在某个synchromized语句或synchronized方法内。

现在假设一种情况：线程1与线程2都要访问某个数据区,并且要求线程1的访问先于线程2, 则这时仅用synchronized是不能解决问题的。这在Unix或Windows NT中可用Simaphore来实现。而Java并不提供。在Java中提供的是wait()和notify()机制。使用如下:

synchronized method-1(…){ call by thread 1. 
∥access data area; 
available=true; 
notify() 
} 
synchronized method-2(…){∥call by thread 2. 
while(!available) 
try{ 
wait();∥wait for notify(). 
}catch (Interrupted Exception e){ 
} ∥access data area 
}

其中available是类成员变量,置初值为false。如果在method-2中检查available为假,则调用wait()。wait()的作用是使线
程2进入非运行态,并且解锁。在这种情况下,method-1可以被线程1调用。当执行 notify()后。线程2由非运行态转变为可运行态。当method-1调用返回后。线程2 可重新对该对象加锁,加锁成功后执行wait()返回后的指令。这种机制也能适用于 其他更复杂的情况。

(2)死锁

如果程序中有几个竞争资源的并发线程,那么保证均衡是很重要的。系统均衡是指每个线程在执行过程中都能充分访问有限的资源。系统中没有饿死和死锁的线程。Java并不提供对死锁的检测机制。对大多数的Java程序员来说防止死锁是一种较好的选择。最简单的防止死锁的方法是对竞争的资源引入序号,如果一个线程需要几个资源,那么它必须先得到小序号的资源,再申请大序号的资源。

小结

线程是Java中的重要内容,多线程是Java的一个特点。虽然Java的同步互斥不如某些系统那么丰富,但适当地使用它们也能收到满意的效果。