Java怎么使用鎖解決銀行取錢問題

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一 點睛

1 釋放同步監視器

線程會在如下幾種情況下釋放對同步監視器的鎖定：

• 當前線程的同步方法、同步代碼塊執行結束，當前線程即釋放同步監視器。

• 當線程在同步代碼塊、同步方法中遇到break、return終止了該代碼塊、該方法的繼續執行，當前線程將會釋放同步監視器。

• 當線程在同步代碼塊、同步方法中出現了未處理的Error或Exception，導致了該代碼塊、該方法異常結束時將會釋放同步監視器。

• 當線程執行同步代碼塊或同步方法時，程序執行了同步監視器對象的wait()方法，則當前線程暫停，并釋放同步監視器。

2 同步鎖

Lock是控制多個線程對共享資源進行訪問的工具。

通常，鎖提供了對共享資源的獨占訪問，每次只能有一個線程對Lock對象加鎖，線程開始訪問共享資源之前應先獲得Lock對象。

不過，某些鎖可能允許對共享資源并發訪問，如 ReadWriteLock（讀寫鎖）。當然，在實現線程安全的控制中，通常喜歡使用ReentrantLock（可重入鎖）。使用該Lock對象可以顯式地加鎖、釋放鎖。

ReentrantLock鎖具有可重入性，也就是說線程可以對已加鎖的ReentrantLock鎖再次加鎖，ReentrantLock對象會維持一個計數器來追蹤lock方法的嵌套調用，線程在每次調用lock()方法加鎖后，必須顯式調用unlock()方法來釋放鎖，所以一段被鎖保護的代碼可以調用另一個被相同鎖保護的方法。

二 代碼

1 定義一個賬戶類

import java.util.concurrent.locks.*;
public class Account
{
   // 定義鎖對象
   private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
   // 封裝賬戶編號、賬戶余額的兩個成員變量
   private String accountNo;
   private double balance;
   public Account(){}
   // 構造器
   public Account(String accountNo , double balance)
   {
      this.accountNo = accountNo;
      this.balance = balance;
   }
   // accountNo的setter和getter方法
   public void setAccountNo(String accountNo)
   {
      this.accountNo = accountNo;
   }
   public String getAccountNo()
   {
      return this.accountNo;
   }
   // 因此賬戶余額不允許隨便修改，所以只為balance提供getter方法，
   public double getBalance()
   {
      return this.balance;
   }
   // 提供一個線程安全draw()方法來完成取錢操作
   public void draw(double drawAmount)
   {
      // 加鎖
      lock.lock();
      try
      {
        // 賬戶余額大于取錢數目
        if (balance >= drawAmount)
        {
           // 吐出鈔票
           System.out.println(Thread.currentThread().getName()
              + "取錢成功！吐出鈔票:" + drawAmount);
           try
           {
              Thread.sleep(1);
           }
           catch (InterruptedException ex)
           {
              ex.printStackTrace();
           }
           // 修改余額
           balance -= drawAmount;
           System.out.println("\t余額為: " + balance);
        }
        else
        {
           System.out.println(Thread.currentThread().getName()
              + "取錢失敗！余額不足！");
        }
      }
      finally
      {
        // 修改完成，釋放鎖
        lock.unlock();
      }
   }
   // 下面兩個方法根據accountNo來重寫hashCode()和equals()方法
   public int hashCode()
   {
      return accountNo.hashCode();
   }
   public boolean equals(Object obj)
   {
      if(this == obj)
        return true;
      if (obj !=null
        && obj.getClass() == Account.class)
      {
        Account target = (Account)obj;
        return target.getAccountNo().equals(accountNo);
      }
      return false;
   }
}

2 定義一個取錢線程

public class DrawThread extends Thread
{
   // 模擬用戶賬戶
   private Account account;
   // 當前取錢線程所希望取的錢數
   private double drawAmount;
   public DrawThread(String name , Account account
      , double drawAmount)
   {
      super(name);
      this.account = account;
      this.drawAmount = drawAmount;
   }
   // 當多條線程修改同一個共享數據時，將涉及數據安全問題。
   public void run()
   {
      // 直接調用account對象的draw方法來執行取錢
      // 同步方法的同步監視器是this，this代表調用draw()方法的對象。
      // 也就是說：線程進入draw()方法之前，必須先對account對象的加鎖。
      account.draw(drawAmount);
   }
}

3 測試主類

public class DrawTest
{
   public static void main(String[] args)
   {
      // 創建一個賬戶
      Account acct = new Account("1234567" , 1000);
      // 模擬兩個線程對同一個賬戶取錢
      new DrawThread("甲" , acct , 800).start();
      new DrawThread("乙" , acct , 800).start();
   }
}

三 運行

乙取錢成功！吐出鈔票:800.0
     余額為: 200.0
甲取錢失敗！余額不足！

四 說明

Account類中定義了一個ReentrantLock對象，程序實現draw()方法時，進入方法開始執行后立即請求對ReentrantLock對象進行加鎖，當執行完draw()方法的取錢邏輯之后，程序使用finally塊來確保釋放鎖。

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