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Java線程:新特征-原子量

編輯:關於JAVA

所謂的原子量即操作變量的操作是“原子的”,該操作不可再分,因此是線程安全的。

為何要使用原子變量呢,原因是多個線程對單個變量操作也會引起一些問題。在Java5之前,可以通過volatile、synchronized關鍵字來解決並發訪問的安全問題,但這樣太麻煩。

Java5之後,專門提供了用來進行單變量多線程並發安全訪問的工具包java.util.concurrent.atomic,其中的類也很簡單。

下面給出一個反面例子(切勿模仿):

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;
/**
* Java線程:新特征-原子量
*
* @author leizhimin 
*/
public class Test {
         public static void main(String[] args) {
                 ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
                 Runnable t1 = new MyRunnable("張三", 2000);
                 Runnable t2 = new MyRunnable("李四", 3600);
                 Runnable t3 = new MyRunnable("王五", 2700);
                 Runnable t4 = new MyRunnable("老張", 600);
                 Runnable t5 = new MyRunnable("老牛", 1300);
                 Runnable t6 = new MyRunnable("胖子", 800);
                 //執行各個線程 
                 pool.execute(t1);
                 pool.execute(t2);
                 pool.execute(t3);
                 pool.execute(t4);
                 pool.execute(t5);
                 pool.execute(t6);
                 //關閉線程池 
                 pool.shutdown();
         }
}
class MyRunnable implements Runnable {
         private static AtomicLong aLong = new AtomicLong(10000); //原子量,每個線程都可以自由操作
         private String name; //操作人
         private int x; //操作數額
         MyRunnable(String name, int x) {
                 this.name = name;
                 this.x = x;
         }
         public void run() {
                 System.out.println(name + "執行了" + x + ",當前余額:" + aLong.addAndGet(x));
         }
}

運行結果:

李四執行了3600,當前余額:13600
王五執行了2700,當前余額:16300
老張執行了600,當前余額:16900
老牛執行了1300,當前余額:18200
胖子執行了800,當前余額:19000
張三執行了2000,當前余額:21000
Process finished with exit code 0

張三執行了2000,當前余額:12000
王五執行了2700,當前余額:18300
老張執行了600,當前余額:18900
老牛執行了1300,當前余額:20200
胖子執行了800,當前余額:21000
李四執行了3600,當前余額:15600
Process finished with exit code 0

張三執行了2000,當前余額:12000
李四執行了3600,當前余額:15600
老張執行了600,當前余額:18900
老牛執行了1300,當前余額:20200
胖子執行了800,當前余額:21000
王五執行了2700,當前余額:18300
Process finished with exit code 0

從運行結果可以看出,雖然使用了原子量,但是程序並發訪問還是有問題,那究竟問題出在哪裡了?

這裡要注意的一點是,原子量雖然可以保證單個變量在某一個操作過程的安全,但無法保證你整個代碼塊,或者整個程序的安全性。因此,通常還應該使用鎖等同步機制來控制整個程序的安全性。

下面是對這個錯誤修正:

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;
/**
* Java線程:新特征-原子量
*
* @author leizhimin
*/
public class Test {
         public static void main(String[] args) {
                 ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
                 Lock lock = new ReentrantLock(false);
                 Runnable t1 = new MyRunnable("張三", 2000,lock);
                 Runnable t2 = new MyRunnable("李四", 3600,lock);
                 Runnable t3 = new MyRunnable("王五", 2700,lock);
                 Runnable t4 = new MyRunnable("老張", 600,lock);
                 Runnable t5 = new MyRunnable("老牛", 1300,lock);
                 Runnable t6 = new MyRunnable("胖子", 800,lock);
                 //執行各個線程 
                 pool.execute(t1);
                 pool.execute(t2);
                 pool.execute(t3);
                 pool.execute(t4);
                 pool.execute(t5);
                 pool.execute(t6);
                 //關閉線程池 
                 pool.shutdown();
         }
}
class MyRunnable implements Runnable {
         private static AtomicLong aLong = new AtomicLong(10000); //原子量,每個線程都可以自由操作
         private String name; //操作人
         private int x; //操作數額
         private Lock lock;
         MyRunnable(String name, int x,Lock lock) {
                 this.name = name;
                 this.x = x;
                 this.lock = lock;
         }
         public void run() {
                 lock.lock();
                 System.out.println(name + "執行了" + x + ",當前余額:" + aLong.addAndGet(x));
                 lock.unlock();
         }
}

執行結果:

張三執行了2000,當前余額:12000
王五執行了2700,當前余額:14700
老張執行了600,當前余額:15300
老牛執行了1300,當前余額:16600
胖子執行了800,當前余額:17400
李四執行了3600,當前余額:21000
Process finished with exit code 0

這裡使用了一個對象鎖,來控制對並發代碼的訪問。不管運行多少次,執行次序如何,最終余額均為21000,這個結果是正確的。

有關原子量的用法很簡單,關鍵是對原子量的認識,原子僅僅是保證變量操作的原子性,但整個程序還需要考慮線程安全的。

出處:http://lavasoft.blog.51cto.com/62575/222541

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