Java使用同步方法解決銀行取錢(qián)的安全問(wèn)題案例分析
本文實(shí)例講述了Java使用同步方法解決銀行取錢(qián)的安全問(wèn)題。分享給大家供大家參考,具體如下:
一 點(diǎn)睛
與同步代碼塊對(duì)應(yīng),Java的多線程安全支持還提供了同步方法,同步方法就是使用synchronized關(guān)鍵字來(lái)修飾某個(gè)方法,則該方法稱為同步方法。對(duì)于synchronized修飾的實(shí)例方法(非static方法)而言,無(wú)須顯示指定同步監(jiān)視器,同步方法的同步監(jiān)視器是this,也就是調(diào)用該方法的對(duì)象。
通過(guò)使用同步方法可以非常方便地實(shí)現(xiàn)線程安全的類(lèi),線程安全的類(lèi)具有如下特征。
- 該類(lèi)的對(duì)象可以被多個(gè)線程安全地訪問(wèn)。
- 每個(gè)線程調(diào)用該對(duì)象的任意方法之后都將得到正確的結(jié)果。
- 每個(gè)線程調(diào)用該對(duì)象的任意方法之后,該對(duì)象狀態(tài)依然保持合理狀態(tài)。
不可變類(lèi)總是線程安全的,因?yàn)樗膶?duì)象狀態(tài)不可改變;但可變對(duì)象需要額外的方法來(lái)保證其線程安全。
二 代碼
1 定義一個(gè)賬戶類(lèi)
public class Account { // 封裝賬戶編號(hào)、賬戶余額兩個(gè)成員變量 private String accountNo; private double balance; public Account(){} // 構(gòu)造器 public Account(String accountNo , double balance) { this.accountNo = accountNo; this.balance = balance; } // accountNo的setter和getter方法 public void setAccountNo(String accountNo) { this.accountNo = accountNo; } public String getAccountNo() { return this.accountNo; } // 因此賬戶余額不允許隨便修改,所以只為balance提供getter方法, public double getBalance() { return this.balance; } // 提供一個(gè)線程安全draw()方法來(lái)完成取錢(qián)操作 public synchronized void draw(double drawAmount) { // 賬戶余額大于取錢(qián)數(shù)目 if (balance >= drawAmount) { // 吐出鈔票 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "取錢(qián)成功!吐出鈔票:" + drawAmount); try { Thread.sleep(1); } catch (InterruptedException ex) { ex.printStackTrace(); } // 修改余額 balance -= drawAmount; System.out.println("\t余額為: " + balance); } else { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "取錢(qián)失敗!余額不足!"); } } // 下面兩個(gè)方法根據(jù)accountNo來(lái)重寫(xiě)hashCode()和equals()方法 public int hashCode() { return accountNo.hashCode(); } public boolean equals(Object obj) { if(this == obj) return true; if (obj !=null && obj.getClass() == Account.class) { Account target = (Account)obj; return target.getAccountNo().equals(accountNo); } return false; } }
2 定義一個(gè)取錢(qián)線程
public class DrawThread extends Thread { // 模擬用戶賬戶 private Account account; // 當(dāng)前取錢(qián)線程所希望取的錢(qián)數(shù) private double drawAmount; public DrawThread(String name , Account account , double drawAmount) { super(name); this.account = account; this.drawAmount = drawAmount; } // 當(dāng)多條線程修改同一個(gè)共享數(shù)據(jù)時(shí),將涉及數(shù)據(jù)安全問(wèn)題。 public void run() { // 直接調(diào)用account對(duì)象的draw方法來(lái)執(zhí)行取錢(qián) // 同步方法的同步監(jiān)視器是this,this代表調(diào)用draw()方法的對(duì)象。 // 也就是說(shuō):線程進(jìn)入draw()方法之前,必須先對(duì)account對(duì)象的加鎖。 account.draw(drawAmount); } }
3 測(cè)試主類(lèi)
public class DrawTest { public static void main(String[] args) { // 創(chuàng)建一個(gè)賬戶 Account acct = new Account("1234567" , 1000); // 模擬兩個(gè)線程對(duì)同一個(gè)賬戶取錢(qián) new DrawThread("甲" , acct , 800).start(); new DrawThread("乙" , acct , 800).start(); } }
三 運(yùn)行結(jié)果
乙取錢(qián)成功!吐出鈔票:800.0
余額為: 200.0
甲取錢(qián)失??!余額不足!
四 說(shuō)明
1 增加了代碼取錢(qián)的draw()方法,并使用了synchronized關(guān)鍵字修飾該方法,把該方法變成了同步方法,該同步方法的同步監(jiān)視器是this,因此對(duì)于同一個(gè)Account賬戶而言,任意時(shí)刻只能有一個(gè)線程獲得對(duì)Account對(duì)象的鎖定,然后進(jìn)入draw()方法執(zhí)行取錢(qián)操作——這樣也可以保證多個(gè)線程并發(fā)取錢(qián)的線程安全。
2 可變類(lèi)的線程安全是以減低程序的運(yùn)行效率作為代價(jià)的,為了減少線程安全帶來(lái)的負(fù)面影響,程序可以采用如下策略:
- 不要對(duì)線程安全類(lèi)的所有方法都進(jìn)行同步,只對(duì)那些會(huì)改變競(jìng)爭(zhēng)資源(競(jìng)爭(zhēng)資源也就是共享資源)的方法進(jìn)行同步。例如上面Account類(lèi)中的accountNo實(shí)例變量就無(wú)須同步,所以程序只對(duì)draw()方法進(jìn)行了同步控制。
- 如果可變類(lèi)有兩種運(yùn)行環(huán)境:?jiǎn)尉€程運(yùn)行環(huán)境和多線程運(yùn)行環(huán)境,則應(yīng)該為該可變類(lèi)提供兩種版本,即線程安全版本和線程不安全版本。在單線程環(huán)境中使用線程不安全版本以保證性能,在多線程中環(huán)境中使用線程安全版本。
3 JDK提供的StringBuilder和StringBuffer就是為了照顧單線程環(huán)境和多線程環(huán)境提供的類(lèi),在單線程環(huán)境中應(yīng)該使用StringBuilder類(lèi)來(lái)保證較好的性能,當(dāng)需要保證多線程安全時(shí),就應(yīng)該使用StringBuffer。
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希望本文所述對(duì)大家java程序設(shè)計(jì)有所幫助。
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