Java使用同步方法解决银行取钱的安全问题案例分析
本文实例讲述了Java使用同步方法解决银行取钱的安全问题。分享给大家供大家参考,具体如下:
一 点睛
与同步代码块对应,Java的多线程安全支持还提供了同步方法,同步方法就是使用synchronized关键字来修饰某个方法,则该方法称为同步方法。对于synchronized修饰的实例方法(非static方法)而言,无须显示指定同步监视器,同步方法的同步监视器是this,也就是调用该方法的对象。
通过使用同步方法可以非常方便地实现线程安全的类,线程安全的类具有如下特征。
- 该类的对象可以被多个线程安全地访问。
- 每个线程调用该对象的任意方法之后都将得到正确的结果。
- 每个线程调用该对象的任意方法之后,该对象状态依然保持合理状态。
不可变类总是线程安全的,因为它的对象状态不可改变;但可变对象需要额外的方法来保证其线程安全。
二 代码
1 定义一个账户类
public class Account { // 封装账户编号、账户余额两个成员变量 private String accountNo; private double balance; public Account(){} // 构造器 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; } // 因此账户余额不允许随便修改,所以只为balance提供getter方法, public double getBalance() { return this.balance; } // 提供一个线程安全draw()方法来完成取钱操作 public synchronized void draw(double drawAmount) { // 账户余额大于取钱数目 if (balance >= drawAmount) { // 吐出钞票 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "取钱成功!吐出钞票:" + drawAmount); try { Thread.sleep(1); } catch (InterruptedException ex) { ex.printStackTrace(); } // 修改余额 balance -= drawAmount; System.out.println("\t余额为: " + balance); } else { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "取钱失败!余额不足!"); } } // 下面两个方法根据accountNo来重写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 定义一个取钱线程
public class DrawThread extends Thread { // 模拟用户账户 private Account account; // 当前取钱线程所希望取的钱数 private double drawAmount; public DrawThread(String name , Account account , double drawAmount) { super(name); this.account = account; this.drawAmount = drawAmount; } // 当多条线程修改同一个共享数据时,将涉及数据安全问题。 public void run() { // 直接调用account对象的draw方法来执行取钱 // 同步方法的同步监视器是this,this代表调用draw()方法的对象。 // 也就是说:线程进入draw()方法之前,必须先对account对象的加锁。 account.draw(drawAmount); } }
3 测试主类
public class DrawTest { public static void main(String[] args) { // 创建一个账户 Account acct = new Account("1234567" , 1000); // 模拟两个线程对同一个账户取钱 new DrawThread("甲" , acct , 800).start(); new DrawThread("乙" , acct , 800).start(); } }
三 运行结果
乙取钱成功!吐出钞票:800.0
余额为: 200.0
甲取钱失败!余额不足!
四 说明
1 增加了代码取钱的draw()方法,并使用了synchronized关键字修饰该方法,把该方法变成了同步方法,该同步方法的同步监视器是this,因此对于同一个Account账户而言,任意时刻只能有一个线程获得对Account对象的锁定,然后进入draw()方法执行取钱操作——这样也可以保证多个线程并发取钱的线程安全。
2 可变类的线程安全是以减低程序的运行效率作为代价的,为了减少线程安全带来的负面影响,程序可以采用如下策略:
- 不要对线程安全类的所有方法都进行同步,只对那些会改变竞争资源(竞争资源也就是共享资源)的方法进行同步。例如上面Account类中的accountNo实例变量就无须同步,所以程序只对draw()方法进行了同步控制。
- 如果可变类有两种运行环境:单线程运行环境和多线程运行环境,则应该为该可变类提供两种版本,即线程安全版本和线程不安全版本。在单线程环境中使用线程不安全版本以保证性能,在多线程中环境中使用线程安全版本。
3 JDK提供的StringBuilder和StringBuffer就是为了照顾单线程环境和多线程环境提供的类,在单线程环境中应该使用StringBuilder类来保证较好的性能,当需要保证多线程安全时,就应该使用StringBuffer。
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希望本文所述对大家java程序设计有所帮助。