競爭條件——線程學習四

競爭條件:兩個或是兩個以上的線程需要共享對同一數據的存取。如果兩個線程存取相同的對象，並且每一個線程都調用了一個修改該對象狀態的方法。可能會產生訛誤的對象，這一情況通常稱爲競爭條件。

如下程序，當多個線程同時更新銀行賬戶餘額，一段時間，錯誤不知不覺就出現了，總額要麼增加，要麼減少。問題在於這不是原子操作

假定兩個線程同時執行指令accounts[to] += amount；

該指令可能被處理如下：

1.將accounts[to]加載到寄存器。

2.增加amount。

3.將結果寫回accounts[to].

現在，假定第一個線程執行步驟1和2，然後，它被剝奪了運行權。假定第二個線程被喚醒並修改了accounts數組中的同一項。然後，第一個線程被喚醒並完成其第3步。

這樣，這一動作擦去了第二個線程所做的更新。於是，總金額不在正確。

package com.bing.jia;

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class UnsynchBankTest{
	public static final int NACCOUNTS = 100;//這家銀行有多少個賬號
	public static final double INITIAL_BALANCE = 1000;//每個賬號開始的金額
	public static void main(String[] args) {
		Bank b = new Bank(NACCOUNTS, INITIAL_BALANCE);
		int i;
		for(i=0;i<NACCOUNTS;i++){
			TransferRunnable r = new TransferRunnable(b, i, INITIAL_BALANCE);
			Thread t = new Thread(r);
			t.start();
		}
	}
}

class Bank extends Thread{
	private final double[] accounts;//數組的長度爲銀行賬號數，數組的值爲銀行賬號的金額
	
	public Bank(int n,double initialBalance){
		accounts = new double[n];
		for(int i=0;i<accounts.length;i++){
			accounts[i] = initialBalance;
		}
	}
	
	public void transfer(int from,int to,double amount){
		
			if(accounts[from]<amount){
				return;
			}
			System.out.println("Thread.currentThread():"+Thread.currentThread());
			accounts[from] -= amount;
			System.out.println("轉賬金額數amount:"+amount+"   from:"+from+"       to:"+to);
			accounts[to] += amount;
			System.out.println("getTotalBalance()賬戶剩餘金額:"+getTotalBalance());
		
		
	}
	
	
	public double getTotalBalance(){
		double sum = 0;
		for(double a : accounts){
			sum += a;
		}
		return sum;
	}
	
	public int size(){
		return accounts.length;
	}
}

class TransferRunnable implements Runnable{
	private Bank bank;
	private int fromAccount;
	private double maxAmount;
	private int DELAY = 10;
	
	public TransferRunnable(Bank b,int from,double max){
		bank = b;
		fromAccount = from;
		maxAmount = max;
	}
	@Override
	public void run() {
		try {
			while(true){
				int toAccount = (int) (bank.size()*Math.random());//隨機選一個要收賬的賬號Math.random()返回0-1的小數
				double amount = maxAmount*Math.random();//轉賬的金額數，始終不能比賬號總額大
				bank.transfer(fromAccount, toAccount, amount);
				Thread.sleep((int)(DELAY*Math.random()));
				Thread.sleep(DELAY);
			}
		} catch (InterruptedException e) {
			// TODO: handle exception
		}
	}
	
}