• โฮมเพจ
  • บทความ
  • ทั่วไป
  • คุณสังเกตเห็นสภาพการแข่งขันในตัวอย่าง Java Multi-threading Concurrency หรือไม่? จะจัดการกับมันอย่างไร?

คุณสังเกตเห็นสภาพการแข่งขันในตัวอย่าง Java Multi-threading Concurrency หรือไม่? จะจัดการกับมันอย่างไร?

เผยแพร่แล้ว: 2019-12-11

มีคุณสังเกตเห็นการแข่งขันเงื่อนไขในจาวา multi-threading-concurrency-example

เมื่อก่อนฉันได้เขียนบทความเกี่ยวกับตัวอย่างผู้บริโภคของผู้ผลิตและวิธีจัดการการอ่าน/เขียนวิธีที่ดีกว่าใน Java ในบันทึกที่คล้ายกัน ในบทช่วยสอนนี้ เราจะพูดถึงบางอย่างเกี่ยวกับ Race Condition และ Thread locking

หากคุณมีคำถามใด ๆ ด้านล่างแสดงว่าคุณมาถูกที่แล้ว:

  • ตัวอย่างสภาพการแข่งขัน Java
  • ตัวอย่าง mutex java
  • มัลติเธรด – สภาวะการแข่งขันคืออะไร?
  • เงื่อนไขการแข่งขันและส่วนสำคัญ
  • สภาพการแข่งขันคืออะไร?
  • วิธีจัดการกับ Race Condition ใน Java ด้วย Example

ทำไมสภาพการแข่งขันใน Java เกิดขึ้น?

สภาพการแข่งขันใน Java เกิดขึ้นเมื่อ two or more threads ไปพยายามแก้ไข/อัปเดตข้อมูลที่แชร์พร้อม same time

ลองดูที่ด้านล่าง ตรรกะของโปรแกรม:

นี่เป็นตัวอย่างการธนาคารที่ง่ายมากที่คุณจะ deposit และ withdraw จำนวน 100 times คุณจะฝากเงิน $100 ทั้งหมด 100 ครั้ง = $100 x 100 = $10,000 และคุณจะถอน $50 ทั้งหมด 100 ครั้ง = $50 x 100 = $5,000 เมื่อสิ้นสุดโปรแกรม คุณควรมีเงิน $5,000 ในธนาคารของคุณ

นี่คือขั้นตอน:

  1. สร้างคลาส CrunchifyRaceCondition.java
  2. สร้างคลาส CrunchifyTransaction.java
  3. สร้างคลาส CrunchifyBankAccount.java
  4. เราจะเรียกใช้คลาส CrunchifyRaceCondition และจะเริ่มการฝากและถอนลูป 100 ครั้ง
  5. เราจะเรียกใช้ with Synchronized block เพื่อตรวจสอบผลลัพธ์
  6. เราจะเรียกใช้ without Synchronized block เพื่อตรวจสอบผลลัพธ์

CrunchifyRaceCondition.java

CrunchifyRaceCondition.java
Java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
package com . crunchify . tutorial ;
 
/**
* @author Crunchify.com
*
*/
 
public class CrunchifyRaceCondition {
 
public static void main ( String [ ] args ) {
CrunchifyBankAccount crunchifyAccount = new CrunchifyBankAccount ( "CrunchifyAccountNumber" ) ;
 
// Total Expected Deposit: 10000 (100 x 100)
for ( int i = 0 ; i < 100 ; i ++ ) {
CrunchifyTransaction t = new CrunchifyTransaction ( crunchifyAccount , CrunchifyTransaction . TransactionType . DEPOSIT_MONEY , 100 ) ;
t . start ( ) ;
}
 
// Total Expected Withdrawal: 5000 (100 x 50)
for ( int i = 0 ; i < 100 ; i ++ ) {
CrunchifyTransaction t = new CrunchifyTransaction ( crunchifyAccount , CrunchifyTransaction . TransactionType . WITHDRAW_MONEY , 50 ) ;
t . start ( ) ;
 
}
 
// Let's just wait for a second to make sure all thread execution completes.
try {
Thread . sleep ( 1000 ) ;
} catch ( InterruptedException e ) {
System . out . println ( e ) ;
}
 
// Expected account balance is 5000
System . out . println ( "Final Account Balance: " + crunchifyAccount . getAccountBalance ( ) ) ;
}
}

CrunchifyTransaction.java

CrunchifyTransaction.java
Java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
package com . crunchify . tutorial ;
 
/**
* @author Crunchify.com
*/
 
class CrunchifyTransaction extends Thread {
 
public static enum TransactionType {
DEPOSIT_MONEY ( 1 ) , WITHDRAW_MONEY ( 2 ) ;
 
private TransactionType ( int value ) {
}
} ;
 
private TransactionType transactionType ;
private CrunchifyBankAccount crunchifyAccount ;
private double crunchifyAmount ;
 
/*
* If transactionType == 1, depositAmount() else if transactionType == 2 withdrawAmount()
*/
public CrunchifyTransaction ( CrunchifyBankAccount crunchifyAccount , TransactionType transactionType , double crunchifyAmount ) {
this . transactionType = transactionType ;
this . crunchifyAccount = crunchifyAccount ;
this . crunchifyAmount = crunchifyAmount ;
}
 
public void run ( ) {
switch ( this . transactionType ) {
case DEPOSIT_MONEY :
depositAmount ( ) ;
printBalance ( ) ;
break ;
case WITHDRAW_MONEY :
withdrawAmount ( ) ;
printBalance ( ) ;
break ;
default :
System . out . println ( "NOT A VALID TRANSACTION" ) ;
}
}
 
public void depositAmount ( ) {
this . crunchifyAccount . depositAmount ( this . crunchifyAmount ) ;
}
 
public void withdrawAmount ( ) {
this . crunchifyAccount . withdrawAmount ( crunchifyAmount ) ;
}
 
public void printBalance ( ) {
System . out . println ( Thread . currentThread ( ) . getName ( ) + " : TransactionType: " + this . transactionType + ", Amount: " + this . crunchifyAmount ) ;
System . out . println ( "New Account Balance: " + this . crunchifyAccount . getAccountBalance ( ) ) ;
}
}

CrunchifyBankAccount.java

CrunchifyBankAccount.java
Java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
package com . crunchify . tutorial ;
 
/**
* @author Crunchify.com
*/
 
class CrunchifyBankAccount {
private String crunchifyAccountNumber ;
private double crunchifyAccountBalance ;
 
public String getAccountNumber ( ) {
return crunchifyAccountNumber ;
}
 
public double getAccountBalance ( ) {
return crunchifyAccountBalance ;
}
 
public CrunchifyBankAccount ( String crunchifyAccountNumber ) {
this . crunchifyAccountNumber = crunchifyAccountNumber ;
}
 
// Make a note of this line -- synchronized keyword added
public synchronized boolean depositAmount ( double amount ) {
if ( amount < 0 ) {
return false ;
} else {
crunchifyAccountBalance = crunchifyAccountBalance + amount ;
return true ;
}
}
 
// Make a note of this line -- synchronized keyword added
public synchronized boolean withdrawAmount ( double amount ) {
if ( amount > crunchifyAccountBalance ) {
return false ;
} else {
crunchifyAccountBalance = crunchifyAccountBalance - amount ;
return true ;
}
}
}

โปรดตรวจสอบบรรทัดที่ 24 และ 34 ด้านบน เก็บคีย์เวิร์ดที่ Synchronized ไว้และเรียกใช้โปรแกรมของคุณ คุณควรเห็นผลลัพธ์ที่ถูกต้องตามที่เห็นในภาพด้านล่าง

Java Synchronized Block Keyword - Crunchify

ตอนนี้ลบคำหลักที่ซิงโครไนซ์ออกจากบรรทัดที่ 24 และ 34 แล้วรันโปรแกรมเดียวกัน

คุณอาจต้องเรียกใช้โปรแกรมนี้หลายครั้งเพื่อดูปัญหา ใน java ไม่มีการรับประกันว่าคุณจะเห็น Race condition ตลอดเวลา

Java ที่ไม่มีคีย์เวิร์ดที่ถูกบล็อกที่ซิงโครไนซ์ - Crunchify

หากคุณมีแอปพลิเคชันระดับองค์กรและคุณกำลังพูดถึงธุรกรรมหลายล้านรายการต่อวินาที สภาวะการแข่งขันอาจทำให้เกิดหายนะสำหรับบริษัทของคุณ

ตอนนี้คำถามคือจะหลีกเลี่ยง Race Condition ในแอปพลิเคชัน Java ของคุณได้อย่างไร

  1. ถ้าสภาวะการแย่งชิงอยู่ในการอัพเดตโครงสร้างข้อมูลในหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันบางตัว คุณต้องซิงโครไนซ์การเข้าถึงและอัพเดตโครงสร้างข้อมูลด้วยวิธีที่เหมาะสม
  2. หากสภาวะการแย่งชิงอยู่ในการอัปเดตฐานข้อมูลของคุณ คุณต้องปรับโครงสร้าง SQL ของคุณใหม่เพื่อใช้ธุรกรรมในระดับความละเอียดที่เหมาะสม
  3. ไม่ควรทำการทดสอบโหลดก่อนใช้งานจริงในเวอร์ชันที่ใช้งานจริง โหลดมากขึ้นอาจทำให้สภาพการแข่งขันหายาก แก้ก่อนดีกว่าค่อยมาแก้ทีหลัง
  4. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณไม่มีตัวแปรส่วนกลางที่คุณเขียนถึง
  5. ใน Java ทุกอ็อบเจ็กต์มีเพียงหนึ่งมอนิเตอร์และ mutex ที่เชื่อมโยงอยู่ จอภาพเดียวมีประตูหลายบาน อย่างไรก็ตาม แต่ละจอระบุด้วยคีย์เวิร์ดที่ synchronized เมื่อเธรดผ่านคีย์เวิร์ดที่ synchronized มันจะล็อกประตูทั้งหมดอย่างมีประสิทธิภาพ
  6. แน่นอน ถ้าเธรดไม่ผ่านระหว่างคีย์เวิร์ดที่ synchronized เธรดนั้นก็ไม่ได้ล็อคประตู และเธรดอื่นๆ บางส่วนก็อาจเข้ามาฟรีได้ทุกเมื่อ