Java使用同步方法解決銀行取錢的安全問題案例分析
本文實例講述了Java使用同步方法解決銀行取錢的安全問題。分享給大家供大家參考,具體如下:
一 點睛
與同步代碼塊對應(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)鍵字來修飾某個方法,則該方法稱為同步方法。對于synchronized修飾的實例方法(非static方法)而言,無須顯示指定同步監(jiān)視器,同步方法的同步監(jiān)視器是this,也就是調(diào)用該方法的對象。
通過使用同步方法可以非常方便地實現(xiàn)線程安全的類,線程安全的類具有如下特征。
- 該類的對象可以被多個線程安全地訪問。
- 每個線程調(diào)用該對象的任意方法之后都將得到正確的結(jié)果。
- 每個線程調(diào)用該對象的任意方法之后,該對象狀態(tài)依然保持合理狀態(tài)。
不可變類總是線程安全的,因為它的對象狀態(tài)不可改變;但可變對象需要額外的方法來保證其線程安全。
二 代碼
1 定義一個賬戶類
public class Account { // 封裝賬戶編號、賬戶余額兩個成員變量 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; } // 提供一個線程安全draw()方法來完成取錢操作 public synchronized void draw(double drawAmount) { // 賬戶余額大于取錢數(shù)目 if (balance >= drawAmount) { // 吐出鈔票 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "取錢成功!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() + "取錢失敗!余額不足!"); } } // 下面兩個方法根據(jù)accountNo來重寫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 定義一個取錢線程
public class DrawThread extends Thread { // 模擬用戶賬戶 private Account account; // 當前取錢線程所希望取的錢數(shù) private double drawAmount; public DrawThread(String name , Account account , double drawAmount) { super(name); this.account = account; this.drawAmount = drawAmount; } // 當多條線程修改同一個共享數(shù)據(jù)時,將涉及數(shù)據(jù)安全問題。 public void run() { // 直接調(diào)用account對象的draw方法來執(zhí)行取錢 // 同步方法的同步監(jiān)視器是this,this代表調(diào)用draw()方法的對象。 // 也就是說:線程進入draw()方法之前,必須先對account對象的加鎖。 account.draw(drawAmount); } }
3 測試主類
public class DrawTest { public static void main(String[] args) { // 創(chuàng)建一個賬戶 Account acct = new Account("1234567" , 1000); // 模擬兩個線程對同一個賬戶取錢 new DrawThread("甲" , acct , 800).start(); new DrawThread("乙" , acct , 800).start(); } }
三 運行結(jié)果
乙取錢成功!吐出鈔票:800.0
余額為: 200.0
甲取錢失?。∮囝~不足!
四 說明
1 增加了代碼取錢的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,因此對于同一個Account賬戶而言,任意時刻只能有一個線程獲得對Account對象的鎖定,然后進入draw()方法執(zhí)行取錢操作——這樣也可以保證多個線程并發(fā)取錢的線程安全。
2 可變類的線程安全是以減低程序的運行效率作為代價的,為了減少線程安全帶來的負面影響,程序可以采用如下策略:
- 不要對線程安全類的所有方法都進行同步,只對那些會改變競爭資源(競爭資源也就是共享資源)的方法進行同步。例如上面Account類中的accountNo實例變量就無須同步,所以程序只對draw()方法進行了同步控制。
- 如果可變類有兩種運行環(huán)境:單線程運行環(huán)境和多線程運行環(huán)境,則應(yīng)該為該可變類提供兩種版本,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,在單線程環(huán)境中應(yīng)該使用StringBuilder類來保證較好的性能,當需要保證多線程安全時,就應(yīng)該使用StringBuffer。
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希望本文所述對大家java程序設(shè)計有所幫助。
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