Java怎么使用鎖解決銀行取錢問題

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一 點睛

1 釋放同步監(jiān)視器

線程會在如下幾種情況下釋放對同步監(jiān)視器的鎖定：

• 當(dāng)前線程的同步方法、同步代碼塊執(zhí)行結(jié)束，當(dāng)前線程即釋放同步監(jiān)視器。

• 當(dāng)線程在同步代碼塊、同步方法中遇到break、return終止了該代碼塊、該方法的繼續(xù)執(zhí)行，當(dāng)前線程將會釋放同步監(jiān)視器。

• 當(dāng)線程在同步代碼塊、同步方法中出現(xiàn)了未處理的Error或Exception，導(dǎo)致了該代碼塊、該方法異常結(jié)束時將會釋放同步監(jiān)視器。

• 當(dāng)線程執(zhí)行同步代碼塊或同步方法時，程序執(zhí)行了同步監(jiān)視器對象的wait()方法，則當(dāng)前線程暫停，并釋放同步監(jiān)視器。

2 同步鎖

Lock是控制多個線程對共享資源進(jìn)行訪問的工具。

通常，鎖提供了對共享資源的獨(dú)占訪問，每次只能有一個線程對Lock對象加鎖，線程開始訪問共享資源之前應(yīng)先獲得Lock對象。

不過，某些鎖可能允許對共享資源并發(fā)訪問，如 ReadWriteLock（讀寫鎖）。當(dāng)然，在實現(xiàn)線程安全的控制中，通常喜歡使用ReentrantLock（可重入鎖）。使用該Lock對象可以顯式地加鎖、釋放鎖。

ReentrantLock鎖具有可重入性，也就是說線程可以對已加鎖的ReentrantLock鎖再次加鎖，ReentrantLock對象會維持一個計數(shù)器來追蹤lock方法的嵌套調(diào)用，線程在每次調(diào)用lock()方法加鎖后，必須顯式調(diào)用unlock()方法來釋放鎖，所以一段被鎖保護(hù)的代碼可以調(diào)用另一個被相同鎖保護(hù)的方法。

二 代碼

1 定義一個賬戶類

import java.util.concurrent.locks.*;
public class Account
{
   // 定義鎖對象
   private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
   // 封裝賬戶編號、賬戶余額的兩個成員變量
   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 void draw(double drawAmount)
   {
      // 加鎖
      lock.lock();
      try
      {
        // 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??！余額不足！");
        }
      }
      finally
      {
        // 修改完成，釋放鎖
        lock.unlock();
      }
   }
   // 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(dāng)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(dāng)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(jìn)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(yùn)行

乙取錢成功！吐出鈔票:800.0
     余額為: 200.0
甲取錢失??！余額不足！

四 說明

Account類中定義了一個ReentrantLock對象，程序?qū)崿F(xiàn)draw()方法時，進(jìn)入方法開始執(zhí)行后立即請求對ReentrantLock對象進(jìn)行加鎖，當(dāng)執(zhí)行完draw()方法的取錢邏輯之后，程序使用finally塊來確保釋放鎖。

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