多线程并发思考--文件加锁

在最近的工作中,经常要用到线程,就对线程相关知识稍微看了看,知道并发线程经常引起共享资源冲突,java以提供关键字synchronized的形式,为防止资源冲突提供了内置支持.

可是在工作中,我却碰到了这样的需求,定时抛出线程读写某文件的内容,由于相隔时间很短,我突然想到,会不会在第二次轮循开始对该文件进行读操作的时候,第一次抛出的线程还在对该文件进行写操作,如果有可能,那么第二次读出的数据会是什么样的呢?

怀着这样的疑问,我开始以程序作实验,代码如下:

1.用于写文件的线程

package chb.thread;

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.util.Calendar;

/** *//**
 * @author 崔红保
 *  
 *  这个线程用于写文件
 */
public class Thread_writeFile extends Thread...{
    public void run()...{
        Calendar calstart=Calendar.getInstance();
        File file=new File("D:/test.txt");    
        try ...{
            if(!file.exists())
                file.createNewFile();
            FileWriter fw=new FileWriter(file);
            BufferedWriter bw=new BufferedWriter(fw);
            for(int i=0;i<1000;i++)...{
                sleep(10);
                bw.write("这是第"+(i+1)+"行，应该没错哈 ");
            }
            bw.close();
            bw=null;
            fw.close();
            fw=null;
        } catch (IOException e) ...{
            e.printStackTrace();
        } catch (InterruptedException e) ...{
            e.printStackTrace();
        }
        Calendar calend=Calendar.getInstance();
        System.out.println("写文件共用了"+(calend.getTimeInMillis()-calstart.getTimeInMillis())+"毫秒");
    }

}

2.用于读文件的线程

package chb.thread;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.util.Calendar;

/** *//**
 * @author 崔红保
 *
 *这个线程用于读文件
 */
public class Thread_readFile extends Thread...{
    public void run()...{
        try ...{
            Calendar calstart=Calendar.getInstance();
            sleep(5000);
            File file=new File("D:/test.txt");    
            BufferedReader br=new BufferedReader(new FileReader(file));
            String temp=null;
            temp=br.readLine();
            while(temp!=null)...{
                System.out.println(temp);
                temp=br.readLine();
            }
            
            br.close();
            br=null;
            Calendar calend=Calendar.getInstance();
            System.out.println("读文件共用了"+(calend.getTimeInMillis()-calstart.getTimeInMillis())+"毫秒");
        }catch (FileNotFoundException e) ...{
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) ...{
            e.printStackTrace();
        } catch (InterruptedException e) ...{
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

3.分别启用两个线程

        Thread_writeFile thf3=new Thread_writeFile();
        Thread_readFile thf4=new Thread_readFile();
        thf3.start();
        thf4.start();

4.结果分析

虽然写文件的操作开始5秒钟后,读文件的操作才开始进行,可是读文件的线程并没有读出数据,改变时间,读出的数据也就各不相同.

为了避免以上结果,我们希望在一个线程在操作某个文件的时候,其他线程不能对该文件进行读或写操作,要怎么才能实现呢?利用java提供的synchronized似乎无法完成,因为每个线程是在程序中动态抛出的.郁昧了一天之后,我终于找到了一个解决办法,就是利用java.nio包中的FileChannel对文件进行加锁.

具体实现方法如下:

1.写文件的线程

package chb.thread;

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.channels.FileLock;
import java.util.Calendar;

/** *//**
 * @author chb
 *
 */
public class Thread_writeFile extends Thread...{
    public void run()...{
        Calendar calstart=Calendar.getInstance();
        File file=new File("D:/test.txt");        
        try ...{
            if(!file.exists())
                file.createNewFile();
                        
            //对该文件加锁
            FileOutputStream out=new FileOutputStream(file,true);
            FileChannel fcout=out.getChannel();
            FileLock flout=null;
            while(true)...{
                flout=fcout.tryLock();
                if(flout!=null)...{
                    break;
                }
                else...{
                    System.out.println("有其他线程正在操作该文件，当前线程休眠1000毫秒");
                    sleep(100);
                }
            }
        
            for(int i=1;i<=1000;i++)...{
                sleep(10);
                StringBuffer sb=new StringBuffer();
                sb.append("这是第"+i+"行，应该没啥错哈 ");
                out.write(sb.toString().getBytes("utf-8"));
            }

            
            flout.release();
            fcout.close();
            out.close();
            out=null;
        } catch (IOException e) ...{
            e.printStackTrace();
        } catch (InterruptedException e) ...{
            e.printStackTrace();
        }
        Calendar calend=Calendar.getInstance();
        System.out.println("写文件共花了"+(calend.getTimeInMillis()-calstart.getTimeInMillis())+"秒");
    }
}

2.读文件的线程

package chb.thread;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.channels.FileLock;
import java.util.Calendar;

/** *//**
 * @author chb
 * ���ļ�
 */
public class Thread_readFile extends Thread...{
    public void run()...{
        try ...{
            Calendar calstart=Calendar.getInstance();
            sleep(5000);
            File file=new File("D:/test.txt");    
            
            //给该文件加锁
            FileInputStream fis=new FileInputStream(file);
            FileChannel fcin=fis.getChannel();
            FileLock flin=null;
            while(true)...{
                flin=fcin.tryLock(0,Long.MAX_VALUE,true);
                if(flin!=null)...{
                    break;
                }
                else...{
                    System.out.println("有其他线程正在操作该文件，当前线程休眠1000毫秒");
                    sleep(1000);
                }
            }
            byte[] buf = new byte[1024];
            StringBuffer sb=new StringBuffer();
            while((fis.read(buf))!=-1)...{                
                sb.append(new String(buf,"utf-8"));    
                buf = new byte[1024];
            }
            
            System.out.println(sb.toString());
            
            flin.release();
            fcin.close();
            fis.close();
            fis=null;
            
            Calendar calend=Calendar.getInstance();
            System.out.println("读文件共花了"+(calend.getTimeInMillis()-calstart.getTimeInMillis())+"秒");
        }catch (FileNotFoundException e) ...{
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) ...{
            e.printStackTrace();
        } catch (InterruptedException e) ...{
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

3.分别启用两个线程

        Thread_writeFile thf3=new Thread_writeFile();
        Thread_readFile thf4=new Thread_readFile();
        thf3.start();
        thf4.start();

4.结果分析

以上程序在对一个文件执行写操作前,先对该文件加锁,这样其他线程就不能再对该文件操作,等该线程的写操作结束,释放资源,其他线程才可以继续对该文件执行相应的读写操作.

可是,郁昧的是,这段程序在windows下可以正确执行,在linux下却无效.根据<Thinking in Java>上的观点是:对独占锁或者共享锁的支持必须由底层的操作系统提供.

综观我的解决方法,总感觉不太完美,各位如有好的方法来判断一个文件是否正被某个线程使用,希望大家一起分享一下.