java - 如何在多线程Java应用程序中实现同步

Question

我使用 Java 设计了一个服务器客户端应用程序，并且我已经连接到多个用户的服务器。服务器提供了一些功能，例如:

• 下载文件
• 创建文件
• 写入/附加文件等

<小时/>

我发现当两个或多个用户发送相同请求时需要同步的一些问题。

例如:当用户想要同时下载同一个文件时，如何使用同步块(synchronized block)或任何其他方法来同步此操作？

 //main (connecting 2 users in the server)
 ServerSocket server= new ServerSocket(8080, 50);
 MyThread client1=new MyThread(server);
 MyThread client2=new MyThread(server);
 client1.start();
 client2.start();

<小时/>

这是我想要同步的方法:

//outstream = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(sock.getOutputStream()));//output to client
//instream = new BufferedReader(new InputStreamReader(sock.getInputStream()));//input from client

public  void downloadFile(File file,String name) throws FileNotFoundException, IOException {
    synchronized(this)
    {

    if (file.exists()) {
        BufferedReader readfile = new BufferedReader(new FileReader(name + ".txt"));


        String newpath = "../Socket/" + name + ".txt";

        BufferedWriter socketfile = new BufferedWriter(new FileWriter(newpath));
        String line;

        while ((line = readfile.readLine()) != null) {
            outstream.write(line + "\n");
            outstream.flush();
            socketfile.write(line);

        }
        outstream.write("EOF\n");
        outstream.flush();
        socketfile.close();
        outstream.write("Downloaded\n");
        outstream.flush();
    } else {
        outstream.write("FAIL\n");
    }
    outstream.flush();

  }
}

<小时/>

Note: This method is in a class that extends Thread and is being used when i want to "download" the file in the overriden method Run()

<小时/>

这个例子是否让我确信，当 2 个用户想要下载同一个文件时，其中一个用户必须等待？另一个人会得到它吗？感谢您的宝贵时间!

Answer 1

并发锁定用于为某些代码段提供互斥。对于锁定，您可以使用同步锁和非结构化锁，例如 ReentrantLock 等。

任何锁的主要目标都是为放置在其中的代码片段提供互斥，这意味着该片段一次只能由一个线程执行。锁内部的部分称为临界区。

要实现正确的锁定，仅仅将关键代码放置在那里是不够的。此外，您还必须确保仅在关键部分内对变量进行修改。因为如果您锁定了某些代码，但对内部变量的引用也传递给了某个并发执行线程，而没有任何锁定，那么在这种情况下锁定将不会拯救您，并且您将遇到数据竞争。锁仅保护关键部分的执行，并且仅保证放置在关键部分中的代码一次只能由一个线程执行。

//outstream = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(sock.getOutputStream()));//output to client //instream = new BufferedReader(new InputStreamReader(sock.getInputStream()));//input from client

public void downloadFile(File file,String name) throws FileNotFoundException, IOException { synchronized(this) {

这个方法的所有者是谁？客户？如果是的话那就行不通了。您应该锁定同一个对象。它应该与所有需要锁定的线程共享。但在您的情况下，每个客户端都有自己的锁，而其他线程对其他线程的锁一无所知。您可以锁定 Client.class。这会起作用。

synchronize(this) vs synchronize(MyClass.class)

完成此操作后，您将获得适当的锁定来读取(下载)文件。但是写呢？想象一下在读取过程中其他线程想要修改该文件的情况。但你的锁只用于读取。您正在读取文件的开头，而另一个线程正在修改文件的结尾。因此，写入线程将成功，并且逻辑上您将得到一个损坏的文件，其中一个文件的请求和另一个文件的结尾。当然，文件系统和标准 java 库会尝试处理这种情况(通过在读取\写入中使用锁、锁定文件偏移量等)，但通常这是一种可能的情况。因此，您还需要相同的写入锁。并且读写方法应该共享并使用相同的锁。

我们遇到了这样一种情况:我们的行为正确，但绩效却很低。这是我们的权衡。但我们可以做得更好。现在，我们对每种写入和读取方法使用相同的锁，这意味着我们一次只能读取或写入一个文件。但这是不正确的，因为我们可以修改或读取不同的文件而不会出现任何可能的损坏。因此，更好的方法是将锁与文件关联，而不是与整个方法关联。 nio 来帮助你。

How can I lock a file using java (if possible)

https://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/nio/channels/FileLock.html

实际上，如果偏移量不同，您可以同时读取文件。由于明显的物理原因，您无法同时读取文件的同一部分。但是并发读取和处理偏移量似乎是一个巨大的开销 fmpv，我不确定您是否需要它。无论如何，这里有一些信息:Concurrent reading of a File (java preferred)