Java線程：新特徵-原子量

Java線程：新特徵-原子量

 

所謂的原子量即操做變量的操做是「原子的」，該操做不可再分，所以是線程安全的。

 

爲什麼要使用原子變量呢，緣由是多個線程對單個變量操做也會引發一些問題。在Java5以前，能夠經過volatile、synchronized關鍵字來解決併發訪問的安全問題，但這樣太麻煩。

Java5以後，專門提供了用來進行單變量多線程併發安全訪問的工具包java.util.concurrent.atomic，其中的類也很簡單。

 

下面給出一個反面例子（切勿模仿）：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;

/**
* Java線程：新特徵-原子量
*
* @author leizhimin 2009-11-6 9:53:11
*/
public class Test {
         public static void main(String[] args) {
                ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
                Runnable t1 = new MyRunnable( "張三", 2000);
                Runnable t2 = new MyRunnable( "李四", 3600);
                Runnable t3 = new MyRunnable( "王五", 2700);
                Runnable t4 = new MyRunnable( "老張", 600);
                Runnable t5 = new MyRunnable( "老牛", 1300);
                Runnable t6 = new MyRunnable( "胖子", 800);
                 //執行各個線程
                pool.execute(t1);
                pool.execute(t2);
                pool.execute(t3);
                pool.execute(t4);
                pool.execute(t5);
                pool.execute(t6);
                 //關閉線程池
                pool.shutdown();
        }
}

class MyRunnable implements Runnable {
         private static AtomicLong aLong = new AtomicLong(10000);         //原子量，每一個線程均可以自由操做
         private String name;                 //操做人
         private int x;                             //操做數額

        MyRunnable(String name, int x) {
                 this.name = name;
                 this.x = x;
        }

         public void run() {
                System.out.println(name + "執行了" + x + "，當前餘額：" + aLong.addAndGet(x));
        }
}

 

運行結果：

李四執行了3600，當前餘額：13600
王五執行了2700，當前餘額：16300
老張執行了600，當前餘額：16900
老牛執行了1300，當前餘額：18200
胖子執行了800，當前餘額：19000
張三執行了2000，當前餘額：21000

Process finished with exit code 0

 

張三執行了2000，當前餘額：12000
王五執行了2700，當前餘額：18300
老張執行了600，當前餘額：18900
老牛執行了1300，當前餘額：20200
胖子執行了800，當前餘額：21000
李四執行了3600，當前餘額：15600

Process finished with exit code 0

 

張三執行了2000，當前餘額：12000
李四執行了3600，當前餘額：15600
老張執行了600，當前餘額：18900
老牛執行了1300，當前餘額：20200
胖子執行了800，當前餘額：21000
王五執行了2700，當前餘額：18300

Process finished with exit code 0

 

從運行結果能夠看出，雖然使用了原子量，可是程序併發訪問仍是有問題，那究竟問題出在哪裏了？

 

這裏要注意的一點是，原子量雖然能夠保證單個變量在某一個操做過程的安全，但沒法保證你整個代碼塊，或者整個程序的安全性。所以，一般還應該使用鎖等同步機制來控制整個程序的安全性。

 

下面是對這個錯誤修正：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;

/**
* Java線程：新特徵-原子量
*
* @author leizhimin 2009-11-6 9:53:11
*/
public class Test {
         public static void main(String[] args) {
                ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
                Lock lock = new ReentrantLock( false);
                Runnable t1 = new MyRunnable( "張三", 2000,lock);
                Runnable t2 = new MyRunnable( "李四", 3600,lock);
                Runnable t3 = new MyRunnable( "王五", 2700,lock);
                Runnable t4 = new MyRunnable( "老張", 600,lock);
                Runnable t5 = new MyRunnable( "老牛", 1300,lock);
                Runnable t6 = new MyRunnable( "胖子", 800,lock);
                 //執行各個線程
                pool.execute(t1);
                pool.execute(t2);
                pool.execute(t3);
                pool.execute(t4);
                pool.execute(t5);
                pool.execute(t6);
                 //關閉線程池
                pool.shutdown();
        }
}

class MyRunnable implements Runnable {
         private static AtomicLong aLong = new AtomicLong(10000);         //原子量，每一個線程均可以自由操做
         private String name;                 //操做人
         private int x;                             //操做數額
         private Lock lock;

        MyRunnable(String name, int x,Lock lock) {
                 this.name = name;
                 this.x = x;
                 this.lock = lock;
        }

         public void run() {
                lock.lock();
                System.out.println(name + "執行了" + x + "，當前餘額：" + aLong.addAndGet(x));
                lock.unlock();
        }
}

 

執行結果：

張三執行了2000，當前餘額：12000
王五執行了2700，當前餘額：14700
老張執行了600，當前餘額：15300
老牛執行了1300，當前餘額：16600
胖子執行了800，當前餘額：17400
李四執行了3600，當前餘額：21000

Process finished with exit code 0

 

這裏使用了一個對象鎖，來控制對併發代碼的訪問。無論運行多少次，執行次序如何，最終餘額均爲21000，這個結果是正確的。

 

有關原子量的用法很簡單，關鍵是對原子量的認識，原子僅僅是保證變量操做的原子性，但整個程序還須要考慮線程安全的。