Java同步線程模型分析與改進研究

鐘健

摘要：目前狀況下，隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，我國的計算機科學(xué)技術(shù)取得了較大程度上的發(fā)展，為我國國民經(jīng)濟的提高做出重要貢獻。眾所周知，計算機科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與語言編程機制的逐步發(fā)展與完善莫不可分。Java語言編程機制便是其中的重要一種，隨著它的不斷發(fā)展與改進，目前狀況下它已經(jīng)在計算機語言中有了十分廣泛的運用。該文主要針對Java同步線程模型分析與改進進行研究與分析。

關(guān)鍵詞：Java語言編程機制；線程模型；改進

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）18-4178-02

1 Java同步線程模型分析

對于Java語言編程機制而言，當它與同步線程模型進行了一定程度上的結(jié)合之后，能夠?qū)ζ湎到y(tǒng)并發(fā)執(zhí)行程度進行較大幅度的提高，也就是說在原先的編程機制基礎(chǔ)之上進一步的發(fā)展與提高。之前，在原先的Java編程機制之中存在著一定的弊端與局限性，這些問題的存在阻礙了Java編程機制的進一步發(fā)展，然而，自從在Java之中引入了同步線程模型之后，原先所存在的問題就能夠得到一定程度上的控制。我們將同步線程模型與多進程模式進行一定程度上的對比分析，發(fā)現(xiàn)相比于多進程模式，前者能夠發(fā)揮出更大的優(yōu)越性，兩者之間的差異性也能很明顯的表現(xiàn)出來。兩者之間的差異性主要表現(xiàn)在如下幾個方面：對于進程而言，它的兩個單位之間是相互分開的，而對于線程而言，它的每個執(zhí)行單元具有一定程度的獨立性，從客觀的角度來說，實現(xiàn)獨立調(diào)整已經(jīng)不是問題，而是成為了一種非常熟練的工作。另一方面，通過技術(shù)上進步，各自分派也成為可能，每個進程都可以稱之為獨立出來的控制流，雖然在一定程度上具有了獨立性，但從實質(zhì)上來看，它并不是可獨立擁有資源的基本單位。從這方面來看，在實際的操作當中，能夠?qū)崿F(xiàn)對獨立擁有資源的單位頻率進行切換，而且操作頻率有所降低。進程并發(fā)的執(zhí)行存在著兩個十分必要的條件，這兩個必要的條件分別害死可擁有資源的獨立單位以及可獨立調(diào)度及分派的基本單位。在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)之中，這兩項屬性得到了切實體現(xiàn)。值得注意的是，總體進程之中，兩種屬性成為了一種非常堅實的基礎(chǔ)，為進程的并發(fā)執(zhí)行提供了強大的動力。還有就是，為了全面提高程序并發(fā)執(zhí)行的有效性，有一部分的操作仍然只能夠在系統(tǒng)中進行實時，這些操作主要有創(chuàng)建以及撤銷等。對于一項資源的擁有者而言，在資源之中，對于不同的進程而言，它所具有的內(nèi)存空間堆棧等也存在著一定程度上的差異?；诖?，當系統(tǒng)在對這一系列的操作進行執(zhí)行時，必須將這一情況納入到考慮范圍之內(nèi)，騰出更大的空間。所以，在對系統(tǒng)進行設(shè)置時，對于進程數(shù)目的設(shè)定要求能夠滿足相應(yīng)的標準，在對進程進行切換時也應(yīng)該控制好次數(shù)。也就是說，從這一方面來看，這對進程并發(fā)更深層次的發(fā)展造成了一定程度上的阻礙作用。然而，對于Java同步線程模式而言，其難點主要集中在如何采取有效措施對并發(fā)程序設(shè)計中所出現(xiàn)的一系列問題進行合理而有效的解決。

一般情況下，在進行操作的過程之中，可以對線程進行一定程度的聯(lián)想，將線程當做是程序當中的某個控制流程。如果是從固有系統(tǒng)角度出發(fā)，多數(shù)情況僅僅會存在和一個程度的控制流程，且這種控制流程具有相應(yīng)的循環(huán)性，因此在原先的操作系統(tǒng)之后總，對于流程的執(zhí)行職能按部就班，一步一步來完成，這種環(huán)境我們可以將之稱作為單線程，無疑單線程的執(zhí)行效率是相對較低的。近幾年來，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷進步，在原先的操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上引進了新技術(shù)，取得了較大程度上的進步，Java多線程模式便是其中一種典型技術(shù)。隨著多線程模式的引入，原先的單線程模式也逐步淡出人們的視線。新型的Java多線程模式可以大幅提高執(zhí)行效率，它不僅可以對程序的執(zhí)行進行有效的支持，同時又能夠?qū)Χ鄠€控制流程進行流暢操作。

一般情況下，在對Java多線程模式進行操作的過程之中，會出現(xiàn)兩條控制線程，且這兩條控制線程具有一定的特殊性，這兩條控制線程存在于操作程序之中，且兩者所執(zhí)行的任務(wù)不同，一條線程的職責是對用戶事件進行一定程度上的處理，而另一條線程作用是進行分析運算。值得注意的是，一般情況下處理器僅僅只有一個個時，也就是說線程是難以進行同時處理的，兩條線程的執(zhí)行之間必須存在著一定的空隙，如果其中一條線程正在等待對相關(guān)數(shù)據(jù)進行獲取時，則系統(tǒng)就會自動進行線程的切換。正是由于這一原因，在對多線程模式進行引入之后，需要與計算機處理器個數(shù)組合。

2 Java同步進程模型改進的嘗試

對于Java編程語言而言，從整體角度上來看，線程模型正是其“軟肋”，因為Java編程語言中的線程模型與實際情況的適應(yīng)度較低，而且它所面對的對象相對狹窄，不能做到面面俱到。除此之外，Java語言的優(yōu)勢在于，其線程模型的滿意度較高，能夠?qū)崿F(xiàn)很多的功能，減少了客觀上的影響。從綜合的角度來分析，Java作為一種編程語言，其線程模型仍然存在著諸多的缺陷，這些缺陷的存在阻礙了其進一步的發(fā)展。因此，采取有效措施對Java同步進程模型的改進十分重要。

而要想有效解決Java同步線程模型所存在的額缺陷，處理數(shù)據(jù)死鎖是重中之重，就死鎖本身來說，它的形成，主要是兩個或者是兩個以上的線程，互相之間的無限制等待情況，最終結(jié)果就是，兩個線程都沒有辦法執(zhí)行任務(wù)，那么這一狀態(tài)就被稱作為死鎖狀態(tài)。在Java同步線程之中，為了應(yīng)對這一問題，通過對synchronized 關(guān)鍵詞進行一定程度上的使用，并在此基礎(chǔ)之上實現(xiàn)對于對象的鎖操作。當鎖操作完成之后，之前所運用的synchronized 關(guān)鍵詞語句便能夠得到有效的執(zhí)行，除了以上的闡述之外，語句執(zhí)行結(jié)束后，無論系統(tǒng)判定為正常也好、不正常也好，解鎖操作都會自動完成。

一般情況下，對于并發(fā)線程而言，它們會對程序中的資源進行一定程度上的競爭，針對這一情況，必須采取措施對程序當中的共享資源進行有效而均衡的分配，從而達到線程在執(zhí)行程序的過程之中能夠?qū)τ邢薜馁Y源進行充分利用的效果。在Java之中，并不存在專門為死鎖提供檢測的程序。所以，對于Java程序員而言，就必須認真處理死鎖的相關(guān)程序。一般情況下，對于線程程序而言，很多都是可以對其進行歸納總結(jié)的，如果兩個或兩個以上的線程彼此之間無限期的等待，最終導(dǎo)致兩個線程都無法有效的執(zhí)行任務(wù)，從而造成死鎖。比如如下程序：endprint

class Printer implements Runnable {

Input input ；

synchronized void print （）{

input . write （）；

}synchronized void write （）{

}public void run （）{

print （）；

}；

}Printer printer；

synchronized void write （）{

printer. sendData （）；

}public void run （）{

write （）；

}；

}

從以上的編程來看，不難發(fā)現(xiàn)，一個對象會對應(yīng)另一個與其存在一定關(guān)聯(lián)的monitor對象，這個對象的具體作用可以用“守門人”來形容，每次僅僅允許一個synchronized 方法進入，而如果其中的一個synchronized 方法結(jié)束之后，monitor就會進行一定程度上的解鎖，此時另外一個synchronized方法便可以開始執(zhí)行。那么應(yīng)該如何采取有效措施對這一死鎖問題進行解決？其實只需要對正確線程程序進行編制，主要策略如下：首先，需要對給定的任務(wù)目標進行有效的完成，在執(zhí)行目標的過程中，需要注意一定的同步性，即與其他任務(wù)同時進行，通過這樣的操作，可以對每個線程完成的功能進行一定程度上的控制，并在此基礎(chǔ)之上，就沒有必要對兩個線程進行使用，因為在這一操作之后，兩者之間就存在著一定的依賴性，當從一個 synchronized 方法中調(diào)用另一個 synchronized 方法時，要謹慎方可。

3 結(jié)束語

隨著計算機技術(shù)的逐漸發(fā)展，Java語言編程的效果已經(jīng)越來越明顯，將其引入同步線程模型，可以充分改進其中的一些弊端，將大大提高運行效率。

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