如何使用Java编写多线程程序(2)

三、程序示例

例一、

让我们看看下面的例子。取钱的流程是输入密码，然后确定要取得金额，如果所取的金额小于或等于可以取出的金额，WITHDRAW则返回TRUE，然后ATM机出钱，然后打印清单；否则返回FALSE，然后打印清单。如下图：

public class AutomatedTellerMachine extends Teller {

public void withdraw(float amount) {

Account a = getAccount();

if (a.deduct(amount))

dispense(amount);

printReceipt();

}

}

public class Account {

private float total;

public boolean deduct(float t) {

if (t <= total) {

total -= t;

return true;

}

return false;

}

}

就这个例子而言，假设有这种情况，对同一个账号可以在不同的地方取钱，在同一时间，不同地点，妻子和丈夫取钱，妻子输入了账号上的最大金额，丈夫也是一样，假如妻子输入后已经得到true的返回值，但是丈夫的线程所得到的值还没有更新，这样丈夫也能够得到true的返回值，这样就出现了问题！这个问题怎么解决呢？在java里面提供了控制机制以保证deduct操作时的原子性，那就是关键字synchronized。

在Account的deduct方法加入synchronized就可以解决这个问题。

例二、

在这里我们用多线程中最典型的例子，生产者与消费者问题。在这个例子里面我们定义了生产者Producer，消费者Consumer和仓库Warehouse三个类，在整个程序的生命周期里，生产者随机地制造出产品放到仓库中，消费者也是随即地从仓库中取出产品。

import exception.ProducerConsumerException;

/**

* Consumer.java

* Consumer

* By: Jiabo

* Date: Mar 21, 2004

* Time: 2:47:58 PM

*/

public class Consumer extends Thread {

private Warehouse warehouse;

private String id;

public Consumer(Warehouse warehouse, String id) {

this.warehouse = warehouse;

this.id = id;

}

public void run() {

int tmp = (int) Math.random() * 10;

try {

warehouse.get(tmp);

System.out.println("Consumer # " + this.id + " get " + tmp);

} catch (ProducerConsumerException e) {

e.printStackTrace();

}

try {

sleep((int) (Math.random() * 100));

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

在这个类中，值得注意的一点是run方法中必须使用try-catch，因为，消费者从仓库中取东西时有可能诸如仓库中的储量不够得异常，在消费者里面也是一样，只不过异常变为仓库已满。

import exception.*;

/**

* Producer.java

* Producer

* By: Jiabo

* Date: Mar 21, 2004

* Time: 2:47:45 PM

*/

public class Producer extends Thread {

private Warehouse warehouse;

private String id;

public Producer(Warehouse warehouse, String id) {

this.warehouse = warehouse;

this.id = id;

}

public void run() {

int tmp = (int) Math.random() * 10;

if (tmp != 0) {

try {

warehouse.put(tmp);

System.out.println("Consumer # " + this.id + " put " + tmp);

} catch (ProducerConsumerException e) {

e.printStackTrace();

}

}

try {

sleep((int) (Math.random() * 100));

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

最重要的一部分在Warehouse类，如上所说为了保证get何set的原子性，在这里使用了synchronized关键字，并且在操作时抛出了可能跑出的异常。

import exception.*;

/**

* Warehouse

* By: Jiabo

* Date: Mar 21, 2004

* Time: 2:48:10 PM

*/

public class Warehouse {

// max capability of the warehouse

private int MAX;

private int contents;

// init with max capacity

public Warehouse(int max) {

this.MAX = max;

this.contents = 0;

}

public synchronized void get(int amount) throws ProducerConsumerException {

// the amount you want to get is bigger than the contends that the warehouse stores

if (amount > this.contents) {

throw new NotEnoughGoodsException();

}

amount -= contents;

}

public synchronized void put(int amount) throws ProducerConsumerException {

// the amount you want to put is out of the capability of the warehouse

if (amount > (this.MAX - this.contents)) {

throw new WarehouseFullException();

} else if (this.contents == 0) {

// warehouse is empty

throw new WarehouseEmptyException();

}

amount += contents;

}

}

致谢：

非常感谢挚友eflyer在病中为本文的部分程序提出了宝贵建议，在此表示诚挚的谢意。

参考：

§ http://www-900.ibm.com/developerWorks/cn/java/j-thread/index.shtml

§ Java Threads, 2nd edition Scott Oaks & Henry Wong 2nd Edition January 1999 ISBN: 1-56592-418-5, 332 pages