Философия Java3

Эккель Брюс

boolean compareAndSer(expectedValue, updateValue),

Эти классы предназначены для оптимизации с целью использования атомарности на машинном уровне на некоторых современных процессорах, поэтому в общем случае вам они не понадобятся. Иногда они применяются и в повседневном программировании, но только при оптимизации производительности. Например, версия AtomicityTest.java, переписанная для использования Atomic-Integer, выглядит так:

// concurrency/AtomicIntegerTest java import java.util concurrent *. import java util concurrent atomic *; import java.util.*.

public class AtomicIntegerTest implements Runnable { private Atomiclnteger i = new AtomicInteger(O), public int getValueO { return i getO. } private void evenIncrement { i addAndGet(2), } public void runО { while(true)

evenlncrement;

}

public static void main(String[] args) { продолжение &

new TimerO.schedule(new TimerTaskO { public void run {

System.err println("Aborting"). System exit(O).

}

}, 5000). //

Завершение через 5 секунд ExecutorService exec = Executors newCachedThreadPoolO. Atomic I ntegerTest ait = new AtomicIntegerTestO; exec.execute(ait); while(true) {

int val = ait getValueO. if(val % 2 != 0) {

System out.println(val); System.exit(0);

}

}

}

} ///:-

Здесь вместо ключевого слова synchronized используется Atomiclnteger. Так как сбой в программе не происходит, в программу включается таймер, автоматически завершающий ее через 5 секунд.

Вот как выглядит пример MutexEvenGeneratorjava, переписанный для использования класса Atomiclnteger:

//: concurrency/AtomicEvenGenerator.java

// Атомарные классы иногда используются в обычном коде.

// {RunByHand}

import java.util.concurrent.atomic.*;

public class AtomicEvenGenerator extends IntGenerator { private Atomiclnteger currentEvenValue =

new AtomiсInteger(0); public int nextO {

return currentEvenValue.addAndGet(2);

}

public static void main(String[] args) {

EvenChecker.test(new AtomicEvenGeneratorO);

}

} ///.-

Стоит еще раз подчеркнуть, что классы Atomic проектировались для построения классов из java.util.concurrent. Используйте их в своих программах только в особых случаях и только тогда, когда вы твердо уверены, что это не создаст новых проблем. В общем случае безопаснее использовать блокировки (с ключевым словом synchronized или явным созданием объектов Lock).

Критические секции

Иногда необходимо предотвратить доступ нескольких потоков только к части кода, а не к методу в целом. Фрагмент кода, который изолируется таким способом, называется критической секцией (critical section), для его создания также применяется ключевое слово synchronized. На этот раз слово synchronized определяет объект, блокировка которого должна использоваться для синхронизации последующего фрагмента кода:

5упсИгоп12ес1(синхронизируемый0бъект) {

//К такому коду доступ может получить // одновременно только один поток

}

Такая конструкция

иначе называется синхронизированной блокировкой (synchronized block); перед входом в нее необходимо получить блокировку для syncObject. Если блокировка уже предоставлена другому потоку, вход в последующий фрагмент кода запрещается до тех пор, пока блокировка не будет снята.

Следующий пример сравнивает два подхода к синхронизации, показывая, насколько увеличивается время, предоставляемое потокам для доступа к объекту при использовании синхронизированной блокировки вместо синхронизации методов. Вдобавок он демонстрирует, как незащищенный класс может «выжить» в многозадачной среде, если он управляется и защищается другим классом:

//: concurrency/CriticalSection.java

// Синхронизация блоков вместо целых методов. Также демонстрирует защиту

// неприспособленного к многопоточности класса другим классом

package concurrency;

import java.util.concurrent.*:

import java.util.concurrent.atomic.*;

import java.util.*;

class Pair { // Not thread-safe private int x, y; public Pair(int x. int y) { this.x = x; this.у = у;

}

public PairO { this(0, 0); } public int getXO { return x; } public int getYO { return y; } public void incrementXO { x++; } public void incrementYO { y++; } public String toStringO {

return "x; " + x + ", y; " + y;

}

public class PairValuesNotEqualException extends RuntimeException {

public Pai rValuesNotEqual Excepti onO {

superC'Pair values not equal; " + Pair.this);

}

}

// Произвольный инвариант - обе переменные должны быть равны; public void checkStateO { if(x != у)

throw new PairValuesNotEqualException;

}

}

// Защита класса Pair внутри приспособленного к потокам класса; abstract class PairManager {

Atomiclnteger checkCounter = new AtomicInteger(O). protected Pair p = new PairO. private List<Pair> storage =

Collections synchronizedList(new ArrayList<Pair>0). public synchronized Pair getPairO {

// Создаем копию, чтобы сохранить оригинал в безопасност return new Pair(p getXO, p getYO).

}

// Предполагается, что операция занимает некоторое время protected void store(Pair р) { storage add(p), try {

TimeUnit MILLISECONDS sleep(50); } catch(InterruptedException ignore) {}

}

public abstract void incrementO.

}

// Синхронизация всего метода.

class PairManagerl extends PairManager { public synchronized void incrementO { p.incrementXO. p incrementYO. store(getPairO).

// Использование критической секции-class PairManager2 extends PairManager { public void incrementO { Pair temp.

synchronized(this) {

p incrementXO; p. incrementYO; temp = getPairO,

}

store(temp).