java资源访问的错误方法

java资源访问的错误方法2007-05-29 yycnet.yeah.net yyc译现在考虑换成另一种方式来使用本章频繁见到的计数器。在下面的例子中，每个线程都包含了两个计数器，它们在run（）里增值以及显示。除此以外，我们使用了Watcher类的另一个线程。它的作用是监视计数器，检查它们是否保持相等。这表面是一项无意义的行动，因为如果查看代码，就会发现计数器肯定是相同的。但实际情况却不一定如此。下面是程序的第一个版本：

//: Sharing1.java// Problems with resource sharing while threadingimport java.awt.*;import java.awt.event.*;import java.applet.*;class TwoCounter extends Thread {private boolean started = false;private TextField t1 = new TextField（5）,t2 = new TextField（5）;private Label l = new Label（"count1 == count2"）;private int count1 = 0, count2 = 0;// Add the display components as a panel// to the given container:public TwoCounter（Container c） {Panel p = new Panel（）;p.add（t1）;p.add（t2）;p.add（l）;c.add（p）;}public void start（） {if（！started） {started = true;super.start（）;}}public void run（） {while （true） {t1.setText（Integer.toString（count1++））;t2.setText（Integer.toString（count2++））;try {sleep（500）;} catch （InterruptedException e）{}}}public void synchTest（） {Sharing1.incrementAccess（）;if（count1 ！= count2）l.setText（"Unsynched"）;}}class Watcher extends Thread {private Sharing1 p;public Watcher（Sharing1 p） { this.p = p;start（）;}public void run（） {while（true） {for（int i = 0; i < p.s.length; i++）p.s[i].synchTest（）;try {sleep（500）;} catch （InterruptedException e）{}}}}public class Sharing1 extends Applet {TwoCounter[] s;private static int accessCount = 0;private static TextField aCount = new TextField（"0", 10）;public static void incrementAccess（） {accessCount++;aCount.setText（Integer.toString（accessCount））;}private Button start = new Button（"Start"）,observer = new Button（"Observe"）;private boolean isApplet = true;private int numCounters = 0;private int numObservers = 0;public void init（） {if（isApplet） {numCounters = Integer.parseInt（getParameter（"size"））;numObservers = Integer.parseInt（getParameter（"observers"））;}s = new TwoCounter[numCounters];for（int i = 0; i < s.length; i++）s[i] = new TwoCounter（this）;Panel p = new Panel（）;start.addActionListener（new StartL（））;p.add（start）;observer.addActionListener（new ObserverL（））;p.add（observer）;p.add（new Label（"Access Count"））;p.add（aCount）;add（p）;}class StartL implements ActionListener {public void actionPerformed（ActionEvent e） {for（int i = 0; i < s.length; i++）s[i].start（）;}}class ObserverL implements ActionListener {public void actionPerformed（ActionEvent e） {for（int i = 0; i < numObservers; i++）new Watcher（Sharing1.this）;}}public static void main（String[] args） {Sharing1 applet = new Sharing1（）;// This isn"t an applet, so set the flag and// produce the parameter values from args:applet.isApplet = false;applet.numCounters = （args.length == 0 ？ 5 :Integer.parseInt（args[0]））;applet.numObservers =（args.length < 2 ？ 5 :Integer.parseInt（args[1]））;Frame aFrame = new Frame（"Sharing1"）;aFrame.addWindowListener（new WindowAdapter（） {public void windowClosing（WindowEvent e）{System.exit（0）;}}）;aFrame.add（applet, BorderLayout.CENTER）;aFrame.setSize（350, applet.numCounters *100）;applet.init（）;applet.start（）;aFrame.setVisible（true）;}} ///:~

和往常一样，每个计数器都包含了自己的显示组件：两个文本字段以及一个标签。根据它们的初始值，可知道计数是相同的。这些组件在TwoCounter构建器加入Container。由于这个线程是通过用户的一个“按下按钮”操作启动的，所以start（）可能被多次调用。但对一个线程来说，对Thread.start（）的多次调用是非法的（会产生违例）。在started标记和过载的start（）方法中，大家可看到针对这一情况采取的防范措施。
在run（）中，count1和count2的增值与显示方式表面上似乎能保持它们完全一致。随后会调用sleep（）；若没有这个调用，程序便会出错，因为那会造成CPU难于交换任务。
synchTest（）方法采取的似乎是没有意义的行动，它检查count1是否等于count2；如果不等，就把标签设为“Unsynched”（不同步）。但是首先，它调用的是类Sharing1的一个静态成员，以便增值和显示一个访问计数器，指出这种检查已成功进行了多少次（这样做的理由会在本例的其他版本中变得非常明显）。
Watcher类是一个线程，它的作用是为处于活动状态的所有TwoCounter对象都调用synchTest（）。其间，它会对Sharing1对象中容纳的数组进行遍历。可将Watcher想象成它掠过TwoCounter对象的肩膀不断地“偷看”。
Sharing1包含了TwoCounter对象的一个数组，它通过init（）进行初始化，并在我们按下“start”按钮后作为线程启动。以后若按下“Observe”（观察）按钮，就会创建一个或者多个观察器，并对毫不设防的TwoCounter进行调查。
注意为了让它作为一个程序片在浏览器中运行，Web页需要包含下面这几行：

<applet code=Sharing1 width=650 height=500><param name=size value="20"><param name=observers value="1"></applet>

可自行改变宽度、高度以及参数，根据自己的意愿进行试验。若改变了size和observers，程序的行为也会发生变化。我们也注意到，通过从命令行接受参数（或者使用默认值），它被设计成作为一个独立的应用程序运行。
下面才是最让人“不可思议”的。在TwoCounter.run（）中，无限循环只是不断地重复相邻的行：
t1.setText（Integer.toString（count1++））;
t2.setText（Integer.toString（count2++））;
（和“睡眠”一样，不过在这里并不重要）。但在程序运行的时候，你会发现count1和count2被“观察”（用Watcher观察）的次数是不相等的！这是由线程的本质造成的——它们可在任何时候挂起（暂停）。所以在上述两行的执行时刻之间，有时会出现执行暂停现象。同时，Watcher线程也正好跟随着进来，并正好在这个时候进行比较，造成计数器出现不相等的情况。
本例揭示了使用线程时一个非常基本的问题。我们跟无从知道一个线程什么时候运行。想象自己坐在一张桌子前面，桌上放有一把叉子，准备叉起自己的最后一块食物。当叉子要碰到食物时，食物却突然消失了（因为这个线程已被挂起，同时另一个线程进来“偷”走了食物）。这便是我们要解决的问题。
有的时候，我们并不介意一个资源在尝试使用它的时候是否正被访问（食物在另一些盘子里）。但为了让多线程机制能够正常运转，需要采取一些措施来防止两个线程访问相同的资源——至少在关键的时期。
为防止出现这样的冲突，只需在线程使用一个资源时为其加锁即可。访问资源的第一个线程会其加上锁以后，其他线程便不能再使用那个资源，除非被解锁。如果车子的前座是有限的资源，高喊“这是我的！”的孩子会主张把它锁起来。