java資源訪問的錯誤方法

現在考慮換成另一種方式來使用本章頻繁見到的計數器。在下面的例子中，每個線程都包含了兩個計數器，它們在run()裡增值以及顯示。除此以外，我們使用了Watcher類的另一個線程。它的作用是監視計數器，檢查它們是否保持相等。這表面是一項無意義的行動，因為如果查看代碼，就會發現計數器肯定是相同的。但實際情況卻不一定如此。下面是程式的第一個版本：
 

//: Sharing1.java// Problems with resource sharing while threadingimport java.awt.*;import java.awt.event.*;import java.applet.*;class TwoCounter extends Thread {  private boolean started = false;  private TextField     t1 = new TextField(5),    t2 = new TextField(5);  private Label l =     new Label("count1 == count2");  private int count1 = 0, count2 = 0;  // Add the display components as a panel  // to the given container:  public TwoCounter(Container c) {    Panel p = new Panel();    p.add(t1);    p.add(t2);    p.add(l);    c.add(p);  }  public void start() {    if(!started) {      started = true;      super.start();    }  }  public void run() {    while (true) {      t1.setText(Integer.toString(count1++));      t2.setText(Integer.toString(count2++));      try {        sleep(500);      } catch (InterruptedException e){}    }  }  public void synchTest() {    Sharing1.incrementAccess();    if(count1 != count2)      l.setText("Unsynched");  }}class Watcher extends Thread {  private Sharing1 p;  public Watcher(Sharing1 p) {     this.p = p;    start();  }  public void run() {    while(true) {      for(int i = 0; i < p.s.length; i++)        p.s[i].synchTest();      try {        sleep(500);      } catch (InterruptedException e){}    }  }}public class Sharing1 extends Applet {  TwoCounter[] s;  private static int accessCount = 0;  private static TextField aCount =     new TextField("0", 10);  public static void incrementAccess() {    accessCount++;    aCount.setText(Integer.toString(accessCount));  }  private Button     start = new Button("Start"),    observer = new Button("Observe");  private boolean isApplet = true;  private int numCounters = 0;  private int numObservers = 0;  public void init() {    if(isApplet) {      numCounters =         Integer.parseInt(getParameter("size"));      numObservers =         Integer.parseInt(          getParameter("observers"));    }    s = new TwoCounter[numCounters];    for(int i = 0; i < s.length; i++)      s[i] = new TwoCounter(this);    Panel p = new Panel();    start.addActionListener(new StartL());    p.add(start);    observer.addActionListener(new ObserverL());    p.add(observer);    p.add(new Label("Access Count"));    p.add(aCount);    add(p);  }  class StartL implements ActionListener {    public void actionPerformed(ActionEvent e) {      for(int i = 0; i < s.length; i++)        s[i].start();    }  }  class ObserverL implements ActionListener {    public void actionPerformed(ActionEvent e) {      for(int i = 0; i < numObservers; i++)        new Watcher(Sharing1.this);    }  }  public static void main(String[] args) {    Sharing1 applet = new Sharing1();    // This isn't an applet, so set the flag and    // produce the parameter values from args:    applet.isApplet = false;    applet.numCounters =       (args.length == 0 ? 5 :        Integer.parseInt(args[0]));    applet.numObservers =      (args.length < 2 ? 5 :        Integer.parseInt(args[1]));    Frame aFrame = new Frame("Sharing1");    aFrame.addWindowListener(      new WindowAdapter() {        public void windowClosing(WindowEvent e){          System.exit(0);        }      });    aFrame.add(applet, BorderLayout.CENTER);    aFrame.setSize(350, applet.numCounters *100);    applet.init();    applet.start();    aFrame.setVisible(true);  }} ///:~

和往常一樣，每個計數器都包含了自己的顯示組件：兩個文字欄位以及一個標籤。根據它們的初始值，可知道計數是相同的。這些組件在TwoCounter構建器加入Container。由於這個線程是通過使用者的一個“按下按鈕”操作啟動的，所以start()可能被多次調用。但對一個線程來說，對Thread.start()的多次調用是非法的（會產生違例）。在started標記和過載的start()方法中，大家可看到針對這一情況採取的防範措施。
在run()中，count1和count2的增值與顯示方式表面上似乎能保持它們完全一致。隨後會調用sleep()；若沒有這個調用，程式便會出錯，因為那會造成CPU難於交換任務。
synchTest()方法採取的似乎是沒有意義的行動，它檢查count1是否等於count2；如果不等，就把標籤設為“Unsynched”（不同步）。但是首先，它調用的是類Sharing1的一個靜態成員，以便增值和顯示一個訪問計數器，指出這種檢查已成功進行了多少次（這樣做的理由會在本例的其他版本中變得非常明顯）。
Watcher類是一個線程，它的作用是為處於活動狀態的所有TwoCounter對象都調用synchTest()。其間，它會對Sharing1對象中容納的數組進行遍曆。可將Watcher想象成它掠過TwoCounter對象的肩膀不斷地“偷看”。
Sharing1包含了TwoCounter對象的一個數組，它通過init()進行初始化，並在我們按下“start”按鈕後作為線程啟動。以後若按下“Observe”（觀察）按鈕，就會建立一個或者多個觀察器，並對毫不設防的TwoCounter進行調查。
注意為了讓它作為一個程式片在瀏覽器中運行，Web頁需要包含下面這幾行：
 

<applet code=Sharing1 width=650 height=500><param name=size value="20"><param name=observers value="1"></applet>

可自行改變寬度、高度以及參數，根據自己的意願進行實驗。若改變了size和observers，程式的行為也會發生變化。我們也注意到，通過從命令列接受參數（或者使用預設值），它被設計成作為一個獨立的應用程式運行。
下面才是最讓人“不可思議”的。在TwoCounter.run()中，無限迴圈只是不斷地重複相鄰的行：
t1.setText(Integer.toString(count1++));
t2.setText(Integer.toString(count2++));
（和“睡眠”一樣，不過在這裡並不重要）。但在程式啟動並執行時候，你會發現count1和count2被“觀察”（用Watcher觀察）的次數是不相等的！這是由線程的本質造成的——它們可在任何時候掛起（暫停）。所以在上述兩行的執行時刻之間，有時會出現執行暫停現象。同時，Watcher線程也正好跟隨著進來，並正好在這個時候進行比較，造成計數器出現不相等的情況。
本例揭示了使用線程時一個非常基本的問題。我們跟無從知道一個線程什麼時候運行。想象自己坐在一張桌子前面，桌上放有一把叉子，準備叉起自己的最後一塊食物。當叉子要碰到食物時，食物卻突然消失了（因為這個線程已被掛起，同時另一個線程進來“偷”走了食物）。這便是我們要解決的問題。
有的時候，我們並不介意一個資源在嘗試使用它的時候是否正被訪問（食物在另一些盤子裡）。但為了讓多線程機制能夠正常運轉，需要採取一些措施來防止兩個線程訪問相同的資源——至少在關鍵的時期。
為防止出現這樣的衝突，只需線上程使用一個資源時為其加鎖即可。訪問資源的第一個線程會其加上鎖以後，其他線程便不能再使用那個資源，除非被解鎖。如果車子的前座是有限的資源，高喊“這是我的！”的孩子會主張把它鎖起來。