Java怎么使用锁解决银行取钱问题

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一 点睛

1 释放同步监视器

线程会在如下几种情况下释放对同步监视器的锁定：

• 当前线程的同步方法、同步代码块执行结束，当前线程即释放同步监视器。

• 当线程在同步代码块、同步方法中遇到break、return终止了该代码块、该方法的继续执行，当前线程将会释放同步监视器。

• 当线程在同步代码块、同步方法中出现了未处理的Error或Exception，导致了该代码块、该方法异常结束时将会释放同步监视器。

• 当线程执行同步代码块或同步方法时，程序执行了同步监视器对象的wait()方法，则当前线程暂停，并释放同步监视器。

2 同步锁

Lock是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。

通常，锁提供了对共享资源的独占访问，每次只能有一个线程对Lock对象加锁，线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象。

不过，某些锁可能允许对共享资源并发访问，如 ReadWriteLock（读写锁）。当然，在实现线程安全的控制中，通常喜欢使用ReentrantLock（可重入锁）。使用该Lock对象可以显式地加锁、释放锁。

ReentrantLock锁具有可重入性，也就是说线程可以对已加锁的ReentrantLock锁再次加锁，ReentrantLock对象会维持一个计数器来追踪lock方法的嵌套调用，线程在每次调用lock()方法加锁后，必须显式调用unlock()方法来释放锁，所以一段被锁保护的代码可以调用另一个被相同锁保护的方法。

二 代码

1 定义一个账户类

import java.util.concurrent.locks.*;
public class Account
{
   // 定义锁对象
   private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
   // 封装账户编号、账户余额的两个成员变量
   private String accountNo;
   private double balance;
   public Account(){}
   // 构造器
   public Account(String accountNo , double balance)
   {
      this.accountNo = accountNo;
      this.balance = balance;
   }
   // accountNo的setter和getter方法
   public void setAccountNo(String accountNo)
   {
      this.accountNo = accountNo;
   }
   public String getAccountNo()
   {
      return this.accountNo;
   }
   // 因此账户余额不允许随便修改，所以只为balance提供getter方法，
   public double getBalance()
   {
      return this.balance;
   }
   // 提供一个线程安全draw()方法来完成取钱操作
   public void draw(double drawAmount)
   {
      // 加锁
      lock.lock();
      try
      {
        // 账户余额大于取钱数目
        if (balance >= drawAmount)
        {
           // 吐出钞票
           System.out.println(Thread.currentThread().getName()
              + "取钱成功！吐出钞票:" + drawAmount);
           try
           {
              Thread.sleep(1);
           }
           catch (InterruptedException ex)
           {
              ex.printStackTrace();
           }
           // 修改余额
           balance -= drawAmount;
           System.out.println("\t余额为: " + balance);
        }
        else
        {
           System.out.println(Thread.currentThread().getName()
              + "取钱失败！余额不足！");
        }
      }
      finally
      {
        // 修改完成，释放锁
        lock.unlock();
      }
   }
   // 下面两个方法根据accountNo来重写hashCode()和equals()方法
   public int hashCode()
   {
      return accountNo.hashCode();
   }
   public boolean equals(Object obj)
   {
      if(this == obj)
        return true;
      if (obj !=null
        && obj.getClass() == Account.class)
      {
        Account target = (Account)obj;
        return target.getAccountNo().equals(accountNo);
      }
      return false;
   }
}

2 定义一个取钱线程

public class DrawThread extends Thread
{
   // 模拟用户账户
   private Account account;
   // 当前取钱线程所希望取的钱数
   private double drawAmount;
   public DrawThread(String name , Account account
      , double drawAmount)
   {
      super(name);
      this.account = account;
      this.drawAmount = drawAmount;
   }
   // 当多条线程修改同一个共享数据时，将涉及数据安全问题。
   public void run()
   {
      // 直接调用account对象的draw方法来执行取钱
      // 同步方法的同步监视器是this，this代表调用draw()方法的对象。
      // 也就是说：线程进入draw()方法之前，必须先对account对象的加锁。
      account.draw(drawAmount);
   }
}

3 测试主类

public class DrawTest
{
   public static void main(String[] args)
   {
      // 创建一个账户
      Account acct = new Account("1234567" , 1000);
      // 模拟两个线程对同一个账户取钱
      new DrawThread("甲" , acct , 800).start();
      new DrawThread("乙" , acct , 800).start();
   }
}

三 运行

乙取钱成功！吐出钞票:800.0
     余额为: 200.0
甲取钱失败！余额不足！

四 说明

Account类中定义了一个ReentrantLock对象，程序实现draw()方法时，进入方法开始执行后立即请求对ReentrantLock对象进行加锁，当执行完draw()方法的取钱逻辑之后，程序使用finally块来确保释放锁。

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