java - 十字路口的线程同步

Question

所以，我有这个项目，即将到期，恐怕我不太了解线程同步的概念。实际上，我似乎根本无法理解，所以如果我的问题很愚蠢 - 我提前道歉。

这个想法很简单——我有多个线程代表动物(羚羊、狮子等。扩展 Animal 实现 Runnable)，以及一个 2D 数组的 Tile 对象。动物需要在没有碰撞的情况下移动 - 如果一个动物想移动到另一个站立的方 block ，它应该与它交互()，然后 - 如果另一个没有死 - 等它离开。

所以，当一只动物移动时，它显然需要在目标瓦片上同步，这样两只动物就不能同时进入一个瓦片。然而，当它移动时，它显然需要在它站立的瓷砖上调用 notify()，以便其他想要移动到那里的动物可以醒来。

我尝试锁定两者，但结果是动物无缘无故地停在了它们的轨道上。这里有一段代码，稍微澄清一下:

void move(dir direction)
{
    Integer tarX = ((direction==dir.east?(x+1):(direction==dir.west?(x-1):x))); // east->x+1/west->x-1/NS->x
    Integer tarY = ((direction==dir.north?(y-1):(direction==dir.south?(y+1):y))); //see above
    Animal an;
    synchronized(TileManager.getInstance().playField[tarX][tarY])
    {

            an = AnimalManager.getInstance().searchByXY(tarX, tarY);   
            while (an != null)
            {                    
                interact(an); //assume it's empty - if it isn't, it results in a death of target animal anyway                
                an = AnimalManager.getInstance().searchByXY(tarX, tarY); //possibly redundant?
                if (an != null) {
                    try {
                        TileManager.getInstance().playField[tarX][tarY].wait();
                    } catch (InterruptedException ex) {
                    }
                }
                an = AnimalManager.getInstance().searchByXY(tarX, tarY, dir.none);
            }
        synchronized(TileManager.getInstance().playField[x][y])
        {
                int prevX = x;
                int prevY = y;
                x = tarX;
                y = tarY;
                TileManager.getInstance().playField[prevX][prevY].notify();
                TileManager.getInstance().playField[x][y].notify();
        }
    }
}

是的，这是一团糟，我知道，而且效果也不是很好。有人知道该怎么做吗？

Answer 1

您必须查看此解决方案的性能是否正常，但您可以引入某种必须锁定的“Arbiter”对象，以便同步访问任何 PlayField。

模式将是:

private static final Object arbiter = new Object( );

void move(dir direction)
{
  ...
  TileManager tileManager = TileManager.getInstance( );

  synchronized( arbiter )
  {
    PlayField tarXtarYField = tileManager.playField[tarX][tarY];

    synchronized( tarXtarYField )
    {
      ...

      PlayField xyField = tileManager.playField[x][y];
      synchronized( xyField )
      {
        ...
        tileManager.playField[prevX][prevY].notify();
        xyField.notify();
      }
    }
  }
}

此模式将帮助您避免死锁，但代价是游戏移动速度较慢，因为对游戏区域的访问本质上是通过 arbiter 对象序列化的，因此一次只能移动 1 个线程.

如果 field 不是太大，动物数量少，表现还可以。如果不是，那么您真的必须从头开始重写这个程序。