一 、Single Threaded Execution 模式
当我们修改多个线程共享的实例时,实例就会失去安全性。所以,我们应该仔细找出实例状态不稳定的范围,将这个范围设为临界区,并对临界区进行保护,使其只允许一个线程同时执行。
JAVA使用synchronize 来定义临界区,保护多个线程共享的字段。
何时使用 Single Threaded Execution
*多线程时
*多线程访问时:当ShareResource 角色的实例有可能被多个线程同时访问时,如果多线程没有操作共享资源,也不需要使用此模式,
*状态有可能发生变化时:当ShareResource角色的状态会发生变化时
*需要确保安全性时
生存性与死锁:
在使用Single Threaded Execution 模式时,会发生死锁的危险。
死锁是指两个线程分别持有锁,并相互等待对方释放锁的现象。发生死锁的线程都无法再继续运行,程序也就失去了生存性。
死锁发生的条件:
(1)存在多个SharedResource 角色
(2)线程在持有着某个ShareResource角色的锁的同时,还想获取其他ShareResource角色的锁
(3)获取ShareResource 角色的锁的顺序并不固定
可复用性和继承反常
当编写一个ShareResource角色的子类,如果子类能够访问ShareResouce角色的字段,即使能够保证ShareResource的安全性,在子类化时还是有可能会失去安全性。
在面向对象的程序设计中,伴随子类化而出现的“继承”起着非常重要的作用。但对于多线程程序设计来说,继承会引起一些麻烦的问题,我们称为继承反常(inheritance anomaly)
临界区的大小和性能
一般情况下,Single Thread Execution 模式会降低程序性能,原因有如下两个方面:
(1)获取锁会花费时间
进入synchronize 方法时,线程需要获取对象的锁,该处理会花费时间。
(2)线程冲突引起的等待
当线程T1执行临界区内的处理时,其他想要进入临界区的线程会阻塞。这种状况称为线程冲突(conflict)。发生冲突时,程序的整体性能会随着线程等待时间的增加而下降。
注意:如果尽可能的缩小临界区的范围,降低线程冲突的概率,那么就能抑制性能下降。
线程状态迁移图:
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