聲明：本文是《 Java 7 Concurrency Cookbook》的第三章， 作者： Javier Fernández González 譯者：鄭玉婷

控制并發(fā)訪問(wèn)多個(gè)資源

在并發(fā)訪問(wèn)資源的控制中，你學(xué)習(xí)了信號(hào)量(semaphores)的基本知識(shí)。

在上個(gè)指南，你實(shí)現(xiàn)了使用binary semaphores的例子。那種semaphores是用來(lái)保護(hù)訪問(wèn)一個(gè)共享資源的，或者說(shuō)一個(gè)代碼片段每次只能被一個(gè)線程執(zhí)行。但是semaphores也可以用來(lái)保護(hù)多個(gè)資源的副本，也就是說(shuō)當(dāng)你有一個(gè)代碼片段每次可以被多個(gè)線程執(zhí)行。

在這個(gè)指南中，你將學(xué)習(xí)怎樣使用semaphore來(lái)保護(hù)多個(gè)資源副本。你將實(shí)現(xiàn)的例子會(huì)有一個(gè)print queue但可以在3個(gè)不同的打印機(jī)上打印文件。

準(zhǔn)備

指南中的例子是使用 Eclipse IDE 來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如果你使用Eclipse 或者其他的IDE，例如NetBeans, 打開(kāi)并創(chuàng)建一個(gè)新的java任務(wù)。實(shí)現(xiàn)在控制并發(fā)訪問(wèn)資源里描述的例子。

怎么做呢…

按照這些步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)下面的例子：

//1. 如我們之前提到的，你將實(shí)現(xiàn)semaphores來(lái)修改print queue例子。打開(kāi)PrintQueue類并聲明一個(gè)boolean array名為 freePrinters。這個(gè)array儲(chǔ)存空閑的等待打印任務(wù)的和正在打印文檔的printers。

private boolean freePrinters[];

//2. 接著，聲明一個(gè)名為lockPrinters的Lock對(duì)象。將要使用這個(gè)對(duì)象來(lái)保護(hù)freePrinters array的訪問(wèn)。

private Lock lockPrinters;

//3. 修改類的構(gòu)造函數(shù)并初始化新聲明的對(duì)象們。freePrinters array 有3個(gè)元素，全部初始為真值。semaphore用3作為它的初始值。

public PrintQueue(){

semaphore=new Semaphore(3);

freePrinters=new boolean[3];

for (int i=0; i<3; i++){

freePrinters[i]=true;

}

lockPrinters=new ReentrantLock();

}

//4. 修改printJob()方法。它接收一個(gè)稱為document的對(duì)象最為唯一參數(shù)。

public void printJob (Object document){

//5. 首先，調(diào)用acquire()方法獲得semaphore的訪問(wèn)。由于此方法會(huì)拋出 InterruptedException異常，所以必須加入處理它的代碼。

try {

semaphore.acquire();

//6. 接著使用私有方法 getPrinter()來(lái)獲得被安排打印任務(wù)的打印機(jī)的號(hào)碼。

int assignedPrinter=getPrinter();

//7.然后， 隨機(jī)等待一段時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬打印文檔的行。

long duration=(long)(Math.random()*10);

System.out.printf("%s: PrintQueue: Printing a Job in Printer%d during %d seconds\n",Thread.currentThread().getName(), assignedPrinter,duration);

TimeUnit.SECONDS.sleep(duration);

//8. 最后，調(diào)用release() 方法來(lái)解放semaphore并標(biāo)記打印機(jī)為空閑，通過(guò)在對(duì)應(yīng)的freePrinters array引索內(nèi)分配真值。

freePrinters[assignedPrinter]=true;

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

} finally {

semaphore.release();

}

//9. 實(shí)現(xiàn) getPrinter() 方法。它是一個(gè)私有方法，返回一個(gè)int值，并不接收任何參數(shù)。

private int getPrinter() {

//10. 首先，聲明一個(gè)int變量來(lái)保存printer的引索值。

int ret=-1;

//11. 然后， 獲得lockPrinters對(duì)象 object的訪問(wèn)。

try {

lockPrinters.lock();

//12. 然后，在freePrinters array內(nèi)找到第一個(gè)真值并在一個(gè)變量中保存這個(gè)引索值。修改值為false，因?yàn)榈葧?huì)這個(gè)打印機(jī)就會(huì)被使用。

for (int i=0; i

if (freePrinters[i]){

ret=i;

freePrinters[i]=false;

break;

}

}

//13. 最后，解放lockPrinters對(duì)象并返回引索對(duì)象為真值。

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

} finally {

lockPrinters.unlock();

}

return ret;

//14. Job 和 Core 類不做任何改變。

它是怎么工作的…

在例子中的PrintQueue類的關(guān)鍵是：Semaphore對(duì)象創(chuàng)建的構(gòu)造方法是使用3作為參數(shù)的。這個(gè)例子中，前3個(gè)調(diào)用acquire() 方法的線程會(huì)獲得臨界區(qū)的訪問(wèn)權(quán)，其余的都會(huì)被阻塞 。當(dāng)一個(gè)線程結(jié)束臨界區(qū)的訪問(wèn)并解放semaphore時(shí)，另外的線程才可能獲得訪問(wèn)權(quán)。

在這個(gè)臨界區(qū)，線程獲得被分配打印的打印機(jī)的引索值。例子的這部分讓例子更真實(shí)，而且它沒(méi)有使用任何與semaphores相關(guān)的代碼。以下的裁圖展示了這個(gè)例子的執(zhí)行輸出：

每個(gè)文檔都被安排到第一個(gè)空閑的打印機(jī)打印。

更多…

The acquire(), acquireUninterruptibly(), tryAcquire(),和release()方法有一個(gè)外加的包含一個(gè)int參數(shù)的版本。這個(gè)參數(shù)表示 線程想要獲取或者釋放semaphore的許可數(shù)。也可以這樣說(shuō)，這個(gè)線程想要?jiǎng)h除或者添加到semaphore的內(nèi)部計(jì)數(shù)器的單位數(shù)量。在這個(gè)例子中acquire(), acquireUninterruptibly(), 和tryAcquire() 方法, 如果計(jì)數(shù)器的值小于許可值，那么線程就會(huì)被阻塞直到計(jì)數(shù)器到達(dá)或者大于許可值。

參見(jiàn)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的JAVA线程并发数量控制_线程同步工具（二）控制并发访问多个资源的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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