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2017 iT 邦幫忙鐵人賽
DAY 30
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自我挑戰組

我的語言自學接力系列 第 30

D30:[Java]同步處理 synchronized

synchronized 有「同步」的意思,在 Java 中 這個關鍵字可以使各執行緒在時間上做協調,
即 一次只允許一個執行緒進行處理,而其他的執行緒必須等待上個執行緒處理完後才可以進入處理。

當數個執行緒同時啟動,而且還共用同個變數,就會常發生無法發覺的錯誤。

例如一個需要計算累加金額的變數 sum,但有兩個執行緒 p1 與 p2 同時共用。

參考以下範例:

慈善捐款接受捐款,而每次會計算出總捐款額(sum)。
今日有兩位善心人士(p1,p2),兩人每天(1次)都會捐100元,連續三天過後 總捐款額若無他人捐款,
那麼總額會是600元。

因應網路塞車等因素:可以加上睡眠,當每接受一次的捐款時,小睡0~1秒。
讓我們先瞧瞧 沒有經過同步處理的程式:

class CDonate
{
   private static int sum=0;
   public static void add(int n)
   {
      int tmp=sum;
      tmp=tmp+n;
      try
      {
         Thread.sleep((int)(1000*Math.random()));
      }
      catch(InterruptedException e){}
      sum=tmp;
      System.out.println("捐款總額= "+sum);
  }
}
class CPerson extends Thread
{
   public void run()
   {
      for(int i=1;i<=3;i++)
         CDonate.add(100);
   }
}
public class synchronized_1
{
   public static void main(String args[])
   {
      CPerson p1=new CPerson();
      CPerson p2=new CPerson();
      p1.start();
      p2.start();
   }
}

當我們執行結果後,會發現執行結果跟預期的不同:
http://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20161228/20103312YfNuft1AI9.png

捐款總額竟然只是300,應該要是600呀?

原來在處理p1執行緒還未結束時,p2也開始進入add()當中,因此造成計算錯誤。
但透過加上 synchronized 關鍵字後,又會有怎樣的效果呢?

在 add() 加上synchronized 關鍵字

public synchronized static void add(int n){}
神奇的事情,發生了!!
執行結果正確了!捐款總額等於600
http://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20161228/20103312C9nORj9pDN.png

是我們所預期的總捐款金額。

那麼想想看,為什麼不用先前提過的 join() 來先限制p1執行緒結束後 再往下執行p2執行緒呢?

從本篇可以了解同步處理的重要與方便性。
而且我們要注意若共用同個變數,必須特別去注意存取的順序。
以下為完整正確範例:

class CDonate
{
   private static int sum=0;
   public synchronized static void add(int n)
   {
      int tmp=sum;
      tmp=tmp+n;
      try
      {
         Thread.sleep((int)(1000*Math.random()));
      }
      catch(InterruptedException e){}
      sum=tmp;
      System.out.println("捐款總額= "+sum);
  }
}
class CPerson extends Thread
{
   public void run()
   {
      for(int i=1;i<=3;i++)
         CDonate.add(100);
   }
}
public class synchronized_2
{
   public static void main(String args[])
   {
      CPerson p1=new CPerson();
      CPerson p2=new CPerson();
      p1.start();
      p2.start();
   }
}

如果您喜歡我的文章,可以至 4xDevJava 學習系列閱讀更多 Java 文章。


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