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多线程访问 资源的安全控制

22190 理论 | 2014-7-30

对于线程安全,大家都知道使用synchronized控制访问的资源,有变量安全、方法安全、块安全。
我这里有个需求是这样的,我这里作为服务端有很多客户端与我进行交互,服务端也会主动发消息给客户端,但是要求每次交互时只能有一个用户。也就是说发送一组信息、等待信息、处理信息返回时这个链路只能有一个人使用。
 
也许大家马上会想到这样写:

synchronized (ThreadT.devIpsIsCanUse) {
}

但是一旦这样写,在安全块内devIpsIsCanUse这个变量不能再被其他用户访问,因为此时这个资源是线程安全的,只能有一个线程进行访问。
如果此时我想访问不同线路,也是不行,因为一旦访问devIpsIsCanUse这个资源就会进行等待
可以这样写进行测试:

package com.hoo.mina;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
public class ThreadT {
 public static Map<String, Boolean> devIpsIsCanUse = new ConcurrentHashMap<String, Boolean>();
 public static void main(String[] args) {
  devIpsIsCanUse.put("testKey1", true);
  devIpsIsCanUse.put("testKey2", true);
  new Thread(new ServiceImpl(1)).start();
  new Thread(new ServiceImpl(2)).start();
 }
}
class ServiceImpl implements Runnable {
 public int w;
 public ServiceImpl(int w) {
  this.w = w;
 }
 public void run() {
  while (true) {
   try {
    synchronized (ThreadT.devIpsIsCanUse) {
     if (ThreadT.devIpsIsCanUse.get("testKey" + w)){
      ThreadT.devIpsIsCanUse.put("testKey" + w, false);
      System.out.println(w + ":我来了:" + this.toString());
      Thread.sleep(2 * 1000);
      System.out.println(w + ":我走了:" + this.toString());
      ThreadT.devIpsIsCanUse.put("testKey" + w, true);
     }
    }
   } catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
   }
  }
 }
}

运行后发现,对于资源1和资源2的访问是排队的,这明显不符合要求

改动很简单,只要把处理的代码放到安全块外即可,因为对于是否使用的判断处理是非常快的,在用就继续循环否则向下走即可

package com.hoo.mina;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
public class ThreadT {
 public static Map<String, Boolean> devIpsIsCanUse = new ConcurrentHashMap<String, Boolean>();
 public static void main(String[] args) {
  devIpsIsCanUse.put("testKey1", true);
  devIpsIsCanUse.put("testKey2", true);
  new Thread(new ServiceImpl(1)).start();
  new Thread(new ServiceImpl(2)).start();
 }
}
class ServiceImpl implements Runnable {
 public int w;
 public ServiceImpl(int w) {
  this.w = w;
 }
 public void run() {
  while (true) {
   try {
    synchronized (ThreadT.devIpsIsCanUse) {
     if (ThreadT.devIpsIsCanUse.get("testKey" + w)){
      ThreadT.devIpsIsCanUse.put("testKey" + w, false);
     }else{
      Thread.sleep(200);
      continue;
     }
    }
    System.out.println(w + ":我来了:" + this.toString());
    Thread.sleep(2 * 1000);
    System.out.println(w + ":我走了:" + this.toString());
    ThreadT.devIpsIsCanUse.put("testKey" + w, true);
   } catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
   }
  }
 }
}

此时我们看到打印信息是资源1和资源2的访问是同时的,但是对于资源1的访问是需要排队的

 

那么此时我又在想,如果不加休眠,多个线程同时访问资源1时,如果A线程开始访问了且一直轮询,此时B再来访问,那么两个线程进安全块的顺序是必须A走完才能是B吗?
其实不是的在进安全块时,线程A和线程B是竞争的,而不是排队,可以这些看一下:

package com.hoo.mina;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
public class ThreadT {
 public static Map<String, Boolean> devIpsIsCanUse = new ConcurrentHashMap<String, Boolean>();
 public static void main(String[] args) {
  devIpsIsCanUse.put("testKey1", true);
  new Thread(new ServiceImpl(1)).start();
  new Thread(new ServiceImpl(1)).start();
  new Thread(new ServiceImpl(1)).start();
  new Thread(new ServiceImpl(1)).start();
 }
}
class ServiceImpl implements Runnable {
 public int w;
 public ServiceImpl(int w) {
  this.w = w;
 }
 public void run() {
  while (true) {
   try {
    synchronized (ThreadT.devIpsIsCanUse) {
     if (ThreadT.devIpsIsCanUse.get("testKey" + w)){
      ThreadT.devIpsIsCanUse.put("testKey" + w, false);
     }else{
      Thread.sleep(500);
      System.out.println(w + ":被占中:" + this.toString());
      continue;
     }
    }
    System.out.println(w + ":我来了:" + this.toString());
    try {
     Thread.sleep(1 * 1000);
    } catch (Exception e) {
    }
    System.out.println(w + ":我走了:" + this.toString());
    ThreadT.devIpsIsCanUse.put("testKey" + w, true);
   } catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
   }
  }
 }
}

看一下打印:

1:我来了:ServiceImpl@14318bb
1:被占中:ServiceImpl@1a758cb
1:被占中:ServiceImpl@1b67f74
1:我走了:ServiceImpl@14318bb
1:被占中:ServiceImpl@1b67f74
1:我来了:ServiceImpl@1b67f74

可以明显看到他们是竞争关系

推荐您阅读更多有关于“ 线程 安全 资源控制 synchronized ConcurrentHashMap ”的文章

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