兩個線程如何“進入”“同步”方法

Question

我真的是Java兼容的新手，我正在嘗試實現以下規范：

• 我們有一個停車場，有一些公園景點
• 每輛車都代表一條線，無休止地改變汽車狀態從駕駛 - 停車。 每輛車都有自己的停車位。
• 當汽車處於停車狀態時，它會試圖停在一個地方（沒必要他的位置）。 如果該地點是免費的，那么它停在其他地方，它將跳過這個停車階段並返回開車。
• 除非現場車主想要停車，否則該車仍然在現場。

這不是確切的規范，但我唯一的問題是：

我無法讓汽車在轉彎時跳過。 如果兩輛車選擇相同的位置，則一輛車停放，另一輛車等待直到公園空閑。 這不是我想要的行為。 我的第一個想法是簡單地將read和write同步到一個占用的變量：

class Car implements Runnable {
    private CarState state = CarState.driving

    run {
        while(true) {
            switch(state) {
            case driving: 
                System.out.println(this + " driving.");
                state = parking;
                break;
            case parking: Spot s = CarPark.getRandomSpot();

                if(s.willingToPark(this)) {
                    System.out.println(s + " occupied. " + this 
                    + " skip park turn.");
                } else {
                    s.park(this);
                } 
                state = driving;
            }
        }

    }
}

class Spot {
    private boolean occupied = false;
    private Car owner = new Car(...);

    synchronized boolean willingToPark(Car c) {
        if(occupied) {
            return true;
        } else {
            occupied = true;
            return false;
    }

    synchronized void park(Car c) {
        System.out.println(c + " parking at " + this);
        //don't care how this is implemented, just keep in mind
        //that it will enter in a loop until the owner came back.
        occupied = false;
    }
}

如果我用三輛車運行這個，那么我最終會讓car0停在spot1，car1停在spot0，car2正在spot0上等待，因為car1正在執行同步的停車場（Car c）。 如果願意同步，兩輛車可以在同一地點停車怎么辦？

謝謝

Answer 1

如果願意同步，兩輛車可以在同一地點停車怎么辦？

它實際上很簡單。 Car1捕獲spot0並開始在park()方法內的循環中等待所有者（您沒有提供代碼）。 在等待時，它擁有監視器並且不允許任何人在spot0上調用同步方法。
這就是為什么car2掛起了willingToPark()方法的原因。

Answer 2

問題在於park的循環。 想象一下：

• 兩個線程都抓住了相同的Spot， s 。
• 他們都試圖獲取s上s監視器鎖; 只有一個會成功。
• 成功的那個將導致park旋轉， 同時仍然持有鎖 。
• 另一個耐心等待，直到鎖被釋放，以便它可以嘗試獲取它。

什么都沒有（沒有殺死JVM）會告訴線程無法停放，停止等待s 。 它會等到它可以獲得鎖定 - 這只會在第一個線程完成park循環后才會發生。

解決方案不是在park循環。 相反， 汽車應通過新方法unpark(Car)取消設置被occupied標志。 為了跨線程的內存可見性，還必須同步此方法。

現在數據流如下：

• 兩個線程都抓住了相同的Spot， s 。
• 他們都試圖獲取s上s監視器鎖; 只有一個會成功。
• 成功的那個設置occupied = true ，並立即返回然后釋放s上s鎖
• 另一個獲得鎖定s ，並看到該地點被占用。

順便說一句，您甚至不需要synchronized方法。 您可以使用AtomicBoolean的compareAndSet方法，它允許您以原子方式檢查AtomicBoolean的值，並僅在其當前值與您預期的值相同時進行設置。 因此， return occupied.compareAndSet(false, true)表示“以原子方式檢查當前值;如果為false，則將其設置為true並返回true;如果為true，則保持原樣，然后返回false”。 這種行為很有用，但更先進一些。

Answer 3

使用AtomicBoolean標記停車位：

class Spot{
  public final AtomicBoolean flag = new AtomicBoolean(false);
}

在代碼中的其他地方，汽車線程中有一場比賽搶奪點：

if(spot.flag.compareAndSet(false,true)){
  // spot owned by current thread !!
  // for other threads, `compareAndSet` will fail because they expect it to be `false`.

  // visit store and buy stuff while car is parked.

  // time to go, release the spot
  spot.flag.set(false);
}else{
  // find another spot
}

完整示例： http ： //ideone.com/dw3LnV

這種方法是免費等待和鎖定免費的，您可以將點競賽邏輯放入while循環中，線程將繼續爭奪該標志。

進一步閱讀： http ： //www.ibm.com/developerworks/library/j-jtp11234/

Answer 4

盧卡，我認為你沒有全面了解同步。 等待循環是問題所在。 至於同步本身，它只能在對象上完成：

• 具有方法synchronized使得它在同步this
• 讓一段代碼synchronized(someObject) {...}使它在someObject同步

調用synchronized方法時，它不允許任何其他同步方法使用它同步的對象。 因此，通過使用該循環，您可以鎖定其他所有內容。 正如其他人所說，您應該盡可能以最短的時間使用同步來完成任務。

例如，您可以僅在park方法中同步取消停放部分：

void park(Car c) {
    System.out.println(c + " parking at " + this);
    //don't care how this is implemented, just keep in mind
    //that it will enter in a loop until the owner came back.
    synchronized (this) {
        occupied = false;
    }
}