Философия Java3
Шрифт:
class PairManipulator implements Runnable { private PairManager pm; public PairManipulator(PairManager pm) { this pm = pm,
}
public void run О { while(true)
pm. increment);
}
public String toStringO {
return "Pair: " + pm.getPairO +
" checkCounter = " + pm checkCounter.get О;
}
}
class PairChecker implements Runnable { private PairManager pm; public PairChecker(PairManager pm) {
}
public class CriticalSection { // Сравнение двух подходов-static void
testApproaches(PairManager pmanl. PairManager pman2) {
ExecutorService exec = Executors newCachedThreadPool. PairManipulator
pml = new PairManipulator(pmanl), pm2 = new PairManipulator(pman2), PairChecker
pcheckl = new PairChecker(pmanl), pcheck2 = new PairChecker(pman2), exec execute(pml), exec execute(pm2), exec execute(pcheckl); exec execute(pcheck2), try {
TimeUnit MILLISECONDS sleep(500); } catchdnterruptedException e) {
System out.printlnC'Sleep interrupted"),
}
System.out printin("pml " + pml + "\npm2: " + pm2). System exit(O),
}
public static void main(String[] args) { PairManager
pmanl = new PairManagerlO, pman2 = new PairManager2; testApproaches(pmanl. pman2);
}
} /* Output-
pml- Pair. x. 15, у 15 checkCounter = 272565 pm2- Pair- x. 16, y: 16 checkCounter = 3956974 */// ~
Как было отмечено, класс Pair не приспособлен к работе с потоками, поскольку его инвариант (предположительно произвольный) требует равенства обоих переменных. Вдобавок, как мы уже видели в этой главе, операции инкремента небезопасны в отношении к потокам, и, так как ни один из методов не был объявлен как synchronized, мы не можем считать, что объект Pair останется неповрежденным в многопоточной программе.
Представьте, что вы получили готовый класс Pair, который должен работать в многопоточных условиях. Класс PairManager хранит объекты Pair и управляет любым доступом к ним. Заметьте, что единственными открытыми (public) методами являются getPair, объявленный как synchronized, и абстрактный метод doTask. Синхронизация этого метода будет осуществлена при его реализации.
this pm = pm.
}
public void run {
while(true) {
pm checkCounter.i ncrementAndGet; pm getPa>r checkState,
Структура класса PairManager, в котором часть функциональности базового класса реализуется одним или несколькими абстрактными методами, определенными производными классами, называется на языке паттернов проектирования «шаблонным методом». Паттерны проектирования позволяют инкапсулировать изменения в коде — здесь изменяющаяся часть представлена методом increment. В классе PairManagerl метод increment полностью синхронизирован, в то время как в классе PairManager2 только часть его была синхронизирована посредством синхронизируемой блокировки. Обратите внимание еще раз, что ключевые слова synchronized не являются частью сигнатуры метода и могут быть добавлены во время переопределения.
Метод store добавляет объект Pair в синхронизированный контейнер Array-List, поэтому операция является потоково-безопасной. Следовательно, в защите он не нуждается, поэтому его вызов размещен за пределами синхронизируемого блока.
Класс PairManipulator создается для тестирования двух разновидностей Pair-Manager: метод increment вызывается в задаче в то время, как в другой задаче работает PairChecker. Метод main создает два объекта PairManipulator и дает им поработать в течение некоторого времени, после чего выводятся результаты по каждому PairManipulator.
Для создания критических секций также можно воспользоваться явно созданными объектами Lock:
//: concurrency/ExplicitCriticalSection.java
// Использование объектов Lock для создания критических секций.
package concurrency;
import java.util.concurrent.locks.*;
// Синхронизация целого метода: class ExplicitPairManagerl extends PairManager { private Lock lock = new ReentrantLockO; public synchronized void incrementO { lock lockO; try {
p.incrementXO; p. incrementYO; store(getPairO); } finally {
lock.unlock О;
}
}
}
// Использование критической секции: class ExplicitPairManager2 extends PairManager { private Lock lock = new ReentrantLockO: public void incrementO { Pair temp; lock.lockO: try {
p.incrementXO;
р incrementYO. temp = getPairO. } finally {
lock unlock О,
}
store(temp),
public class ExplicitCriticalSection {
public static void main(String[] args) throws Exception { PairManager
pmanl = new ExplicitPairManagerK), pman2 = new ExplicitPairManager2, CriticalSection.testApproaches(pmanl, pman2);
}
} /* Output
pml. Pair: x: 15, у 15 checkCounter = 174035 pm2: Pair- x- 16, у 16 checkCounter = 2608588 *///.-
В программе создаются новые типы PairManager с явным использованием объектов Lock. ExplicitPairManager2 демонстрирует создание критической секции с использованием объекта Lock; вызов store находится вне критической секции.
Синхронизация по другим объектам
Блоку synchronized необходимо передать объект, который будет использоваться для синхронизации. Чаще всего наиболее естественно передавать текущий объект, для которого был вызван метод synchronized(this), и именно такой подход применен в классе PairManager2. Таким образом, при входе в синхронизируемый блок другие синхронизированные методы объекта вызвать будет нельзя. Действие синхронизации по this фактически заключается в сужении области синхронизации.
Иногда вам нужно что-то иное, и в таких ситуациях вы создаете отдельный объект и выполняете синхронизацию, привлекая его. В таких случаях необходимо позаботиться о том, чтобы все операции синхронизировались по одному и тому же объекту. Следующий пример показывает, как два потока входят в объект, когда методы этого объекта синхронизированы различными блокировками: