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    [BigData] 好程序員面試題分享同一資源多線程并發訪問時的完整性

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    葉子老師 發表于 2019-9-29 14:46:35 | 只看該作者 |閱讀模式 打印 上一主題 下一主題
      好程序員面試題分享同一資源多線程并發訪問時的完整性常用的同步方法是采用信號或加鎖機制,確保資源在任意時刻至多被一個線程訪問。Java語言在多線程編程上實現了完全對象化,提供了對同步機制的良好支持。
      在Java中一共有四種方法支持同步,其中前三個是同步方法,一個是管道方法。管道方法不建議使用,阻塞隊列方法在問題4已有描述,現只提供前兩種實現方法。
      - wait()/notify()方法
      - await()/signal()方法
      - BlockingQueue阻塞隊列方法
      - PipedInputStream/PipedOutputStream
      一、生產者類:
      ```
      public class Producer extends Thread { // 每次生產的產品數量
      private int num;
      // 所在放置的倉庫
      private Storage storage;
      // 構造函數,設置倉庫
      public Producer(Storage storage) {
      this.storage = storage;
      }
      // 線程run函數
      public void run() {
      produce(num);
      }
      // 調用倉庫Storage的生產函數
      public void produce(int num) {
      storage.produce(num);
      }
      public int getNum() {
      return num;
      }
      public void setNum(int num) {
      this.num = num;
      }
      public Storage getStorage() {
      return storage;
      }
      public void setStorage(Storage storage) {
      this.storage = storage;
      }
      }
      ```
      二、消費者類:
      ```
      public class Consumer extends Thread { // 每次消費的產品數量
      private int num;
      // 所在放置的倉庫
      private Storage storage;
      // 構造函數,設置倉庫
      public Consumer(Storage storage) {
      this.storage = storage;
      }
      // 線程run函數
      public void run() {
      consume(num);
      }
      // 調用倉庫Storage的生產函數
      public void consume(int num) {
      storage.consume(num);
      }
      // get/set方法
      public int getNum() {
      return num;
      }
      public void setNum(int num) {
      this.num = num;
      }
      public Storage getStorage() {
      return storage;
      }
      public void setStorage(Storage storage) {
      this.storage = storage;
      }
      }
      ```
      倉庫類:(wait()/notify()方法)
      ```
      public class Storage { // 倉庫最大存儲量
      private final int MAX_SIZE = 100;
      // 倉庫存儲的載體
      private LinkedList list = new LinkedList();
      // 生產num個產品
      public void produce(int num) {
      // 同步代碼段
      synchronized (list) {
      // 如果倉庫剩余容量不足
      while (list.size() + num > MAX_SIZE) {
      System.out.print("【要生產的產品數量】:" + num);
      System.out.println(" 【庫存量】:" + list.size() + " 暫時不能執行生產任務!");
      try {
      list.wait();// 由于條件不滿足,生產阻塞
      } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
      }
      }
      // 生產條件滿足情況下,生產num個產品
      for (int i = 1; i <= num; ++i) {
      list.add(new Object());
      }
      System.out.print("【已經生產產品數】:" + num);
      System.out.println(" 【現倉儲量為】:" + list.size());
      list.notifyAll();
      }
      }
      // 消費num個產品
      public void consume(int num) {
      // 同步代碼段
      synchronized (list) {
      // 如果倉庫存儲量不足
      while (list.size() < num) {
      System.out.print("【要消費的產品數量】:" + num);
      System.out.println(" 【庫存量】:" + list.size() + " 暫時不能執行生產任務!");
      try {
      // 由于條件不滿足,消費阻塞
      list.wait();
      } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
      }
      }
      // 消費條件滿足情況下,消費num個產品
      for (int i = 1; i <= num; ++i) {
      list.remove();
      }
      System.out.print("【已經消費產品數】:" + num);
      System.out.println(" 【現倉儲)量為】:" + list.size());
      list.notifyAll();
      }
      }
      // get/set方法
      public LinkedList getList() {
      return list;
      }
      public void setList(LinkedList list) {
      this.list = list;
      }
      public int getMAX_SIZE() {
      return MAX_SIZE;
      }
      }
      ```
      倉庫類:(await()/signal()方法)
      ```
      public class Storage { // 倉庫最大存儲量
      // 倉庫最大存儲量
      private final int MAX_SIZE = 100;
      // 倉庫存儲的載體
      private LinkedList list = new LinkedList();
      //
      private final Lock lock = new ReentrantLock();
      // 倉庫滿的條件變量
      private final Condition full = lock.newCondition();
      // 倉庫空的條件變量
      private final Condition empty = lock.newCondition();
      // 生產num個產品
      public void produce(int num) {
      // 獲得鎖
      lock.lock();
      // 如果倉庫剩余容量不足
      while (list.size() + num > MAX_SIZE) {
      System.out.print("【要生產的產品數量】:" + num);
      System.out.println(" 【庫存量】:" + list.size() + " 暫時不能執行生產任務!");
      try {
      // 由于條件不滿足,生產阻塞
      full.await();
      } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
      }
      }
      // 生產條件滿足情況下,生產num個產品
      for (int i = 1; i <= num; ++i) {
      list.add(new Object());
      }
      System.out.print("【已經生產產品數】:" + num);
      System.out.println(" 【現倉儲量為】:" + list.size());
      // 喚醒其他所有線程
      full.signalAll();
      empty.signalAll();
      // 釋放鎖
      lock.unlock();
      }
      // 消費num個產品
      public void consume(int num) {
      // 獲得鎖
      lock.lock();
      // 如果倉庫存儲量不足
      while (list.size() < num) {
      System.out.print("【要消費的產品數量】:" + num);
      System.out.println(" 【庫存量】:" + list.size() + " 暫時不能執行生產任務!");
      try {
      // 由于條件不滿足,消費阻塞
      empty.await();
      } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
      }
      }
      // 消費條件滿足情況下,消費num個產品
      for (int i = 1; i <= num; ++i) {
      list.remove();
      }
      System.out.print("【已經消費產品數】:" + num);
      System.out.println(" 【現倉儲)量為】:" + list.size());
      // 喚醒其他所有線程
      full.signalAll();
      empty.signalAll();
      // 釋放鎖
      lock.unlock();
      }
      // set/get方法
      public int getMAX_SIZE() {
      return MAX_SIZE;
      }
      public LinkedList getList() {
      return list;
      }
      public void setList(LinkedList list) {
      this.list = list;
      }
      }

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