好程式設計師分享同一資源多執行緒併發訪問時的完整性

　　 好程式設計師面試題分享 同一資源多執行緒併發訪問時的完整性 ， 常用的同步方法是採用訊號或加鎖機制，確保資源在任意時刻至多被一個執行緒訪問。Java 語言在多執行緒程式設計上實現了完全物件化，提供了對同步機制的良好支援。

 

　　在Java 中一共有四種方法支援同步，其中前三個是同步方法，一個是管道方法。管道方法不建議使用，阻塞佇列方法在問題 4 已有描述，現只提供前兩種實現方法。

 

　　- wait()/notify() 方法

 

　　- await()/signal() 方法

 

　　- BlockingQueue 阻塞佇列方法

 

　　- PipedInputStream/PipedOutputStream

 

　　一、生產者類：

 

　　```

 

　　public class Producer extends Thread { // 每次生產的產品數量

 

　　private int num;

 

　　// 所在放置的倉庫

 

　　private Storage storage;

 

　　// 建構函式，設定倉庫

 

　　public Producer(Storage storage) {

 

　　this.storage = storage;

 

　　}

 

　　// 執行緒 run 函式

 

　　public void run() {

 

　　produce(num);

 

　　}

 

　　// 呼叫倉庫 Storage 的生產函式

 

　　public void produce(int num) {

 

　　storage.produce(num);

 

　　}

 

　　public int getNum() {

 

　　return num;

 

　　}

 

　　public void setNum(int num) {

 

　　this.num = num;

 

　　}

 

　　public Storage getStorage() {

 

　　return storage;

 

　　}

 

　　public void setStorage(Storage storage) {

 

　　this.storage = storage;

 

　　}

 

　　}

 

　　```

 

　　二、消費者類：

 

　　```

 

　　public class Consumer extends Thread { // 每次消費的產品數量

 

　　private int num;

 

　　// 所在放置的倉庫

 

　　private Storage storage;

 

　　// 建構函式，設定倉庫

 

　　public Consumer(Storage storage) {

 

　　this.storage = storage;

 

　　}

 

　　// 執行緒 run 函式

 

　　public void run() {

 

　　consume(num);

 

　　}

 

　　// 呼叫倉庫 Storage 的生產函式

 

　　public void consume(int num) {

 

　　storage.consume(num);

 

　　}

 

　　// get/set 方法

 

　　public int getNum() {

 

　　return num;

 

　　}

 

　　public void setNum(int num) {

 

　　this.num = num;

 

　　}

 

　　public Storage getStorage() {

 

　　return storage;

 

　　}

 

　　public void setStorage(Storage storage) {

 

　　this.storage = storage;

 

　　}

 

　　}

 

　　```

 

　　倉庫類：(wait()/notify() 方法 )

 

　　```

 

　　public class Storage { // 倉庫最大儲存量

 

　　private final int MAX_SIZE = 100;

 

　　// 倉庫儲存的載體

 

　　private LinkedList list = new LinkedList();

 

　　// 生產 num 個產品

 

　　public void produce(int num) {

 

　　// 同步程式碼段

 

　　synchronized (list) {

 

　　// 如果倉庫剩餘容量不足

 

　　while (list.size() + num > MAX_SIZE) {

 

　　System.out.print(" 【要生產的產品數量】 :" + num);

 

　　System.out.println(" 【庫存量】 :" + list.size() + " 暫時不能執行生產任務 !");

 

　　try {

 

　　list.wait();// 由於條件不滿足，生產阻塞

 

　　} catch (InterruptedException e) {

 

　　e.printStackTrace();

 

　　}

 

　　}

 

　　// 生產條件滿足情況下，生產 num 個產品

 

　　for (int i = 1; i <= num; ++i) {

 

　　list.add(new Object());

 

　　}

 

　　System.out.print(" 【已經生產產品數】 :" + num);

 

　　System.out.println(" 【現倉儲量為】 :" + list.size());

 

　　list.notifyAll();

 

　　}

 

　　}

 

　　// 消費 num 個產品

 

　　public void consume(int num) {

 

　　// 同步程式碼段

 

　　synchronized (list) {

 

　　// 如果倉庫儲存量不足

 

　　while (list.size() < num) {

 

　　System.out.print(" 【要消費的產品數量】 :" + num);

 

　　System.out.println(" 【庫存量】 :" + list.size() + " 暫時不能執行生產任務 !");

 

　　try {

 

　　// 由於條件不滿足，消費阻塞

 

　　list.wait();

 

　　} catch (InterruptedException e) {

 

　　e.printStackTrace();

 

　　}

 

　　}

 

　　// 消費條件滿足情況下，消費 num 個產品

 

　　for (int i = 1; i <= num; ++i) {

 

　　list.remove();

 

　　}

 

　　System.out.print(" 【已經消費產品數】 :" + num);

 

　　System.out.println(" 【現倉儲 ) 量為】 :" + list.size());

 

　　list.notifyAll();

 

　　}

 

　　}

 

　　// get/set 方法

 

　　public LinkedList getList() {

 

　　return list;

 

　　}

 

　　public void setList(LinkedList list) {

 

　　this.list = list;

 

　　}

 

　　public int getMAX_SIZE() {

 

　　return MAX_SIZE;

 

　　}

 

　　}

 

　　```

 

　　倉庫類：(await()/signal() 方法 )

 

　　```

 

　　public class Storage { // 倉庫最大儲存量

 

　　// 倉庫最大儲存量

 

　　private final int MAX_SIZE = 100;

 

　　// 倉庫儲存的載體

 

　　private LinkedList list = new LinkedList();

 

　　// 鎖

 

　　private final Lock lock = new ReentrantLock();

 

　　// 倉庫滿的條件變數

 

　　private final Condition full = lock.newCondition();

 

　　// 倉庫空的條件變數

 

　　private final Condition empty = lock.newCondition();

 

　　// 生產 num 個產品

 

　　public void produce(int num) {

 

　　// 獲得鎖

 

　　lock.lock();

 

　　// 如果倉庫剩餘容量不足

 

　　while (list.size() + num > MAX_SIZE) {

 

　　System.out.print(" 【要生產的產品數量】 :" + num);

 

　　System.out.println(" 【庫存量】 :" + list.size() + " 暫時不能執行生產任務 !");

 

　　try {

 

　　// 由於條件不滿足，生產阻塞

 

　　full.await();

 

　　} catch (InterruptedException e) {

 

　　e.printStackTrace();

 

　　}

 

　　}

 

　　// 生產條件滿足情況下，生產 num 個產品

 

　　for (int i = 1; i <= num; ++i) {

 

　　list.add(new Object());

 

　　}

 

　　System.out.print(" 【已經生產產品數】 :" + num);

 

　　System.out.println(" 【現倉儲量為】 :" + list.size());

 

　　// 喚醒其他所有執行緒

 

　　full.signalAll();

 

　　empty.signalAll();

 

　　// 釋放鎖

 

　　lock.unlock();

 

　　}

 

　　// 消費 num 個產品

 

　　public void consume(int num) {

 

　　// 獲得鎖

 

　　lock.lock();

 

　　// 如果倉庫儲存量不足

 

　　while (list.size() < num) {

 

　　System.out.print(" 【要消費的產品數量】 :" + num);

 

　　System.out.println(" 【庫存量】 :" + list.size() + " 暫時不能執行生產任務 !");

 

　　try {

 

　　// 由於條件不滿足，消費阻塞

 

　　empty.await();

 

　　} catch (InterruptedException e) {

 

　　e.printStackTrace();

 

　　}

 

　　}

 

　　// 消費條件滿足情況下，消費 num 個產品

 

　　for (int i = 1; i <= num; ++i) {

 

　　list.remove();

 

　　}

 

　　System.out.print(" 【已經消費產品數】 :" + num);

 

　　System.out.println(" 【現倉儲 ) 量為】 :" + list.size());

 

　　// 喚醒其他所有執行緒

 

　　full.signalAll();

 

　　empty.signalAll();

 

　　// 釋放鎖

 

　　lock.unlock();

 

　　}

 

　　// set/get 方法

 

　　public int getMAX_SIZE() {

 

　　return MAX_SIZE;

 

　　}

 

　　public LinkedList getList() {

 

　　return list;

 

　　}

 

　　public void setList(LinkedList list) {

 

　　this.list = list;

 

　　}

 

　　}