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Java多線程基礎(chǔ)（三）——Single Threaded Execution模式

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摘要：門(mén)的定義人的定義執(zhí)行結(jié)果分析可以看到，上述類(lèi)并非線程安全的，因?yàn)榉椒〞?huì)被多個(gè)線程同時(shí)調(diào)用，且該方法中會(huì)修改類(lèi)字段的值。

一、定義

Single Threaded Execution 是指“以1個(gè)線程執(zhí)行”的意思，有時(shí)也稱(chēng)為Critical Section（臨界區(qū)）。

二、模式案例

案例：
假設(shè)有三個(gè)人，頻繁地通過(guò)一扇門(mén)，規(guī)定每次只能通過(guò)一個(gè)人，當(dāng)通過(guò)一個(gè)人時(shí)，程序會(huì)將通過(guò)的總?cè)舜渭?，同時(shí)記錄該次通過(guò)人的姓名和出生地。

門(mén)的定義：

public class Gate {
    private int counter = 0;
    private String name = "Nobody";
    private String address = "Nowhere";
    
    public void pass(String name, String address) {
        this.counter++;
        this.name = name;
        this.address = address;
        check();
    }
    private void check() {
        if (name.charAt(0) != address.charAt(0)) {
            System.out.println("***** BROKEN ***** " + toString());
        }
    }
    public String toString() {
        return "No." + counter + ": " + name + ", " + address;
    }
}

人的定義：

public class UserThread extends Thread {
    private final Gate gate;
    private final String myname;
    private final String myaddress;
    public UserThread(Gate gate, String myname, String myaddress) {
        this.gate = gate;
        this.myname = myname;
        this.myaddress = myaddress;
    }
    public void run() {
        System.out.println(myname + " BEGIN");
        while (true) {
            gate.pass(myname, myaddress);
        }
    }
}
?```
*執(zhí)行：*

public class Main {

public static void main(String[] args) {
    System.out.println("Testing Gate, hit CTRL+C to exit.");
    Gate gate = new Gate();
    new UserThread(gate, "Alice", "Alaska").start();
    new UserThread(gate, "Bobby", "Brazil").start();
    new UserThread(gate, "Chris", "Canada").start();
}

}
?`
結(jié)果：

Testing Gate, hit CTRL+C to exit.
Alice BEGIN
Bobby BEGIN
Chris BEGIN
***** BROKEN ***** No.3: Chris, Alaska
***** BROKEN ***** No.3: Chris, Alaska
***** BROKEN ***** No.3: Chris, Alaska
***** BROKEN ***** No.6: Alice, Canada
***** BROKEN ***** No.6: Alice, Canada
***** BROKEN ***** No.6: Alice, Canada
***** BROKEN ***** No.9: Bobby, Brazil
***** BROKEN ***** No.10: Bobby, Alaska

分析：
可以看到，上述Gate類(lèi)并非線程安全的，因?yàn)閜ass方法會(huì)被多個(gè)線程同時(shí)調(diào)用，且該方法中會(huì)修改Gate類(lèi)字段的值。

優(yōu)化：

//將Gate類(lèi)變?yōu)榫€程安全的類(lèi)：
public class Gate {
    private int counter = 0;
    private String name = "Nobody";
    private String address = "Nowhere";
    ?
    public synchronized void pass(String name, String address) {
        this.counter++;
        this.name = name;
        this.address = address;
        check();
    }
    public synchronized String toString() {
        return "No." + counter + ": " + name + ", " + address;
    }
    private void check() {
        if (name.charAt(0) != address.charAt(0)) {
            System.out.println("***** BROKEN ***** " + toString());
        }
    }
}
三、模式講解

角色：
Single Threaded Execution 模式的角色如下：

SharedResource(共享資源)參與者

SharedResource就是多線線程會(huì)同時(shí)訪問(wèn)的資源類(lèi)，該類(lèi)通常具有2類(lèi)方法：

①SafeMethod——從多個(gè)線程同時(shí)調(diào)用也不會(huì)發(fā)生問(wèn)題的方法
②UnsafeMethod——從多個(gè)線程同時(shí)調(diào)用會(huì)發(fā)生問(wèn)題，這類(lèi)方法需要加以防護(hù)，指定只能由單線程訪問(wèn)區(qū)域，即臨界區(qū)（critical section）。

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