Java多線程同步機(jī)制在售票系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

1、Java多線程同步機(jī)制在售票系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)論文導(dǎo)讀：多線程技術(shù)的思想已經(jīng)使用了很長的一段時(shí)間。但其不支持相同優(yōu)先級(jí)的時(shí)間片輪換。多個(gè)用戶線程在并發(fā)運(yùn)行過程中可能同時(shí)訪問臨界區(qū)的內(nèi)容。在Java中定義了線程同步的概念。關(guān)鍵詞：多線程技術(shù),多線程優(yōu)先級(jí),時(shí)間片,同步,臨界區(qū)引言：多線程技術(shù)的思想已經(jīng)使用了很長的一段時(shí)間，它允許CPU處理器時(shí)間共享，即很多用戶可以共享處理器，每個(gè)用戶的任務(wù)都分配到一段處理器時(shí)間。多線程是現(xiàn)代操作系統(tǒng)有別于傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的重要標(biāo)志之一，它有別于傳統(tǒng)的多進(jìn)程的概念。所謂線程就是程序中的一個(gè)執(zhí)行流，多線程程序是指一個(gè)程序中包含有多個(gè)執(zhí)行流，多線程是實(shí)現(xiàn)并發(fā)機(jī)制的一種有效手段。進(jìn)

2、程和線程一樣，都是實(shí)現(xiàn)并發(fā)性的一個(gè)基本單位。1基本概念：1.1線程與進(jìn)程的主要區(qū)別：同樣作為基本的執(zhí)行單元，線程的劃分比進(jìn)程小。多進(jìn)程每個(gè)占有獨(dú)立的內(nèi)存空間，而多線程共享同一內(nèi)存空間，通過共享的內(nèi)存空間來交換信息，切換效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于多進(jìn)程。Java線程調(diào)度器支持不同優(yōu)先級(jí)線程的搶占方式，但其不支持相同優(yōu)先級(jí)的時(shí)間片輪換。Java運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)所在的操作系統(tǒng)（例如：Windows XP）支持時(shí)間片的輪換，則線程調(diào)度器就支持相同優(yōu)先級(jí)線程的時(shí)間片輪換。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。1.2Java多線程的特點(diǎn)：1.2.1多線程的繼承由于Java引入了包的概念，從而使類的繼承更加簡便，線程的創(chuàng)建就是一個(gè)最好的例子。Jav

3、a多線程的實(shí)現(xiàn)有兩種辦法通過Thread繼承，在下面的研究中，我主要用繼承自Thread類來實(shí)現(xiàn)Java的多線程技術(shù)。通過Runnable接口。1.2.2Java多線程的同步技術(shù)Java應(yīng)用程序的多個(gè)線程共享同一進(jìn)程的數(shù)據(jù)資源，多個(gè)用戶線程在并發(fā)運(yùn)行過程中可能同時(shí)訪問臨界區(qū)的內(nèi)容，為了程序的正常運(yùn)行，在Java中定義了線程同步的概念，實(shí)現(xiàn)對(duì)臨界區(qū)共享資源的一致性的維護(hù)。1.3.3Java多線程的流程控制Java流程控制的方法有Sleep().Interrupt().Wait().Notif().Join()等。1.3.4臨界區(qū)在一個(gè)多線程的程序當(dāng)中，單獨(dú)的并發(fā)的線程訪問代碼段中的同一對(duì)象，則這

4、個(gè)代碼段叫做臨界區(qū)，我們需要用同步的機(jī)制對(duì)代碼段進(jìn)行保護(hù)，避免程序出現(xiàn)不確定的因素。1.3.5同步機(jī)制Java中支持線程的同步機(jī)制，它由synchronized方法實(shí)現(xiàn)，分為同步塊和同步方法，在下面的討論中用synchronized的同步塊來解決問題。2.多線程同步機(jī)制在車票系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)2.1下面就以售票系統(tǒng)中所涉及的問題來討論Java的多線程同步機(jī)制問題，在售票系統(tǒng)中由于很大一部分時(shí)間可能有多人在購買車票，所以必須開辟多個(gè)線程同時(shí)為他們服務(wù)，在這里我設(shè)有四個(gè)售票窗口，則開辟四個(gè)線程來為四個(gè)窗口服務(wù)模擬圖如下： 窗口1 窗口2窗口3 窗口4Thread1Thread2 Thread3Thread

5、4售票窗口模擬圖2.2出錯(cuò)的程序代碼如下：class TicketsSystempublic staticvoid main(String args)SellThread kt=new SellThread();new Thread(kt).start();new Thread(kt).start();new Thread(kt).start();new Thread(kt).start();class SellThreadextends Threadinttickets=60;public voidrun()while(true)if(tickets0)System.out.println(

6、Thread.currentThread().getName()+sellticket +tickets);tickets-;在上面的程序中為了簡單起見，我把一班車的車票數(shù)定為60張。這個(gè)系統(tǒng)在交付使用后的一段時(shí)間后，車站管理人員說系統(tǒng)出錯(cuò)了，當(dāng)票賣完了60張后，當(dāng)還有人來買票后，它有時(shí)還會(huì)打印出票來，當(dāng)然這種情況并不多見。我仔細(xì)研究后得知出錯(cuò)的主要原因是當(dāng)?shù)谝粋€(gè)售票窗口（Thread1）進(jìn)入if(tickets0)System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ sellticket+tickets);Tickets-;代碼段后，它的時(shí)

7、間片到期，然后第二個(gè)售票窗口（Thread2）進(jìn)入if代碼段，它的時(shí)間片已到期。然后第三個(gè)窗口（Threas3）進(jìn)入if代碼段。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。同理第四個(gè)窗口（Thread4）以一樣。當(dāng)然這種線程在進(jìn)入代碼段后時(shí)間片到期的現(xiàn)象并不多見，但作為車站長時(shí)間工作的售票系統(tǒng)來說，這種錯(cuò)誤就可能發(fā)生，而且一旦發(fā)生將帶來災(zāi)難性的后果。為了便于觀察到這個(gè)錯(cuò)誤，我調(diào)用了Thread類中的Sleep()方法，程序中的錯(cuò)誤就直觀的表現(xiàn)出來。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。2.3直觀反映出錯(cuò)的程序如下：class TicketsSystempublic staticvoid main(String args)SellThread

8、kt=new SellThread();new Thread(kt).start();new Thread(kt).start();new Thread(kt).start();new Thread(kt).start();class SellThreadextends Threadinttickets=60;public voidrun()while(true)if(tickets0)tryThread.sleep(20);catch(Exception e)e.printStackTrace();System.out.println(Thread.currentThread().getNa

9、me()+sellticket +tickets);tickets-;運(yùn)行結(jié)果如下：Thread-1 sellticket 60Thread-1 sellticket 59.Thread-4 sellticket 1Thread-3 sellticket 0Thread-1 sellticket -1Thread-1 sellticket -2從上面的執(zhí)行結(jié)果就可以看出為什么系統(tǒng)中票已賣完還可以繼續(xù)賣幾張的原因，就是因?yàn)楫?dāng)系統(tǒng)中只有一張票的時(shí)候，第一個(gè)線程都進(jìn)入了if代碼段里面，它睡眠20毫秒，第二個(gè)線程進(jìn)入if代碼段里面，它已睡眠20毫秒。以此類推，第三，第四個(gè)線程if代碼段里面，從而導(dǎo)致了

10、系統(tǒng)繼續(xù)把0，-1，-2的票打印出來，這當(dāng)然不是我們想要的結(jié)果。下面我采用Java多線程同步機(jī)制中的同步塊技術(shù)來完善這個(gè)代碼段，問題得以解決。2.4修改后的程序代碼如下：classTicketsSystempublic staticvoid main(String args)SellThread kt=new SellThread();new Thread(kt).start();new Thread(kt).start();new Thread(kt).start();new Thread(kt).start();class SellThreadextends ThreadObject ob

11、j=new Object();inttickets=60;public voidrun()while(true)synchronized(obj)if(tickets0)tryThread.sleep(20);catch(Exception e)e.printStackTrace();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+sellticket +tickets);tickets-;它的實(shí)現(xiàn)原理是當(dāng)有一個(gè)線程進(jìn)入同步塊之后，其它線程就沒有機(jī)會(huì)進(jìn)入同步塊程序，只能等到進(jìn)入同步塊的線程退出以后才能進(jìn)入同步塊程序，這樣就避免了系統(tǒng)在車票賣完了以后還能繼續(xù)賣票的問題。結(jié)束語:本文講述的關(guān)鍵問題是借助多線程的同步機(jī)制來解決長途汽車站售票系統(tǒng)中的售票系統(tǒng)的不穩(wěn)定的問題.我們借助多線程的同步機(jī)制解決了上述問題,使系統(tǒng)得以高效地運(yùn)行.參考文獻(xiàn)：1.Java編程思想 Bruce Eckel 著 候捷 譯 機(jī)械工業(yè)出版社 20052.Java