我来给你讲解一下"Java多线程窗口售票问题实例"的完整攻略。
1. 问题简述
本问题的简述为在多线程环境中售出固定数量的火车票，要求实现以下功能：
- 火车票总数为固定值，每售出一张火车票，总数减一
- 一共有三个窗口同时售票
- 当火车票售罄时，需要给顾客返回信息并结束售票
2. 思路分析
上述问题可以抽象为多线程环境下的资源共享问题，需要运用线程同步与互斥的相关知识进行处理。解决该问题最为简便的方法是使用 Java 中的 Lock、Condition、Runnable 等相关类，实现如下几个步骤：
- 借助 Lock 锁对象对访问共享变量的代码块进行加锁与解锁，确保同一时刻只能有一个线程访问共享变量
- 在生产者和消费者线程中，使用 Condition 类的 await() 和 signal() 方法实现阻塞和唤醒
- 在不满足条件的情况下，生产者线程使用 await() 方法进入等待状态，消费者线程使用 signal() 方法唤醒生产者线程
- 当条件满足时，生产者将数据放入共享缓冲区中，此时生产者线程使用 signal() 方法唤醒消费者线程，消费者从共享缓冲区取出数据
3. 代码实现
以下是Java多线程窗口售票问题实例中的代码实现，我们可以通过该示例来进一步理解上述思路。
/**
* 火车票售票示例
*
* 实现多个窗口同时售票，保证售出的票数不超过总数
*
*/
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class TicketDemo {
private static int ticketCount = 100; // 初始车票总数为100
// 使用ReentrantLock锁对象实现对共享变量ticketCount的互斥访问
private static final Lock lock = new ReentrantLock();
private static final Condition newCondition = lock.newCondition();
public static void main(String[] args) {
// 开启10个售票窗口
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (true) { // 实现轮流售票
lock.lock(); // 加锁
try {
if (ticketCount <= 0) { // 所有票卖完
System.out.println(Thread.currentThread() + "所有火车票已售完，下次请早！");
break;
} else { // 火车票未售完
// 售票操作
System.out.println("窗口" + Thread.currentThread().getName() + "售出火车票，剩余票数为：" + (--ticketCount));
}
} finally {
lock.unlock(); // 解锁
}
// 休眠100ms，方便观察线程切换
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}, "窗口" + i).start();
}
}
}
上述代码中，我们使用 ReentrantLock 进行锁定，同时借助 Condition 对象控制售票线程的阻塞与唤醒，实现有效的线程同步与互斥。
4. 实例说明
下面我们通过两个实例说明售票问题的实现过程。
示例1：使用 synchronized 实现线程同步
在这个示例中，我们使用 synchronized 实现线程同步。
/**
* 火车票售票系统
*
* 使用synchronized方法实现对共享变量ticketCount的互斥访问
*/
public class TicketDemo {
private static int ticketCount = 100; // 初始车票总数为100
public static void main(String[] args) {
// 开启10个售票窗口
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (true) { // 实现轮流售票
synchronized (this) {
if (ticketCount <= 0) { // 所有票卖完
System.out.println(Thread.currentThread() + "所有火车票已售完，下次请早！");
break;
} else { // 火车票未售完
// 售票操作
System.out.println("窗口" + Thread.currentThread().getName() + "售出火车票，剩余票数为：" + (--ticketCount));
}
}
// 休眠100ms，方便观察线程切换
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}, "窗口" + i).start();
}
}
}
上述示例中，我们使用 synchronized 方法实现线程同步保证对共享变量 ticketCount 的互斥访问，从而提高代码的性能。
示例2：使用 ReentrantLock 实现线程互斥访问
这个示例中，我们使用 ReentrantLock 进行锁定，从而控制售票线程的并发执行。
/**
* 火车票售票系统
*
* 使用ReentrantLock锁对象实现对共享变量ticketCount的互斥访问
*/
public class TicketDemo {
private static int ticketCount = 100; // 初始车票总数为100
// 使用ReentrantLock锁对象实现对共享变量ticketCount的互斥访问
private static final Lock lock = new ReentrantLock();
public static void main(String[] args) {
// 开启10个售票窗口
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (true) { // 实现轮流售票
lock.lock(); // 加锁
try {
if (ticketCount <= 0) { // 所有票卖完
System.out.println(Thread.currentThread() + "所有火车票已售完，下次请早！");
break;
} else { // 火车票未售完
// 售票操作
System.out.println("窗口" + Thread.currentThread().getName() + "售出火车票，剩余票数为：" + (--ticketCount));
}
} finally {
lock.unlock(); // 解锁
}
// 休眠100ms，方便观察线程切换
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}, "窗口" + i).start();
}
}
}
通过使用 ReentrantLock 锁对象和锁定的相关操作，我们可以在多线程环境下有效控制共享变量的并发访问，实现线程同步和互斥的效果。
5. 总结
以上便是 "Java多线程窗口售票问题实例" 的完整攻略。对于类似的多线程共享资源问题，需要我们理解互斥和同步的概念，掌握 Java 中的相关类、方法和特性，以此实现线程安全的同时提高代码的性能和效率。
本站文章如无特殊说明，均为本站原创，如若转载，请注明出处：Java多线程窗口售票问题实例 - Python技术站
微信扫一扫 
支付宝扫一扫 