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多线程售票案例
1. 前言
本节内容主要是使用 Java 的锁机制对多线程售票案例进行实现。售票案例多数情况下主要关注多线程如何安全的减少库存，也就是剩余的票数，当票数为 0 时，停止减少库存。 本节内容除了关注车票库存的减少，还会涉及到退票窗口，能够更加贴切的模拟真实的场景。 本节内容需要学习者关注如下两个重点： 掌握多线程的售票机制模型，在后续的工作中如果涉及到类似的场景，能够第一时间了解场景的整体结构； 使用 Condition 和 Lock 实现售票机制，巩固我们本章节内容所学习的新的锁机制。 2. 售票机制模型售票机制模型是源于现实生活中的售票场景，从开始的单窗口售票到多窗口售票，从开始的人工统计票数到后续的系统智能在线售票。多并发编程能够实现这一售票场景，多窗口售票情况下保证线程的安全性和票数的正确性。
如上图所示，有两个售票窗口进行售票，有一个窗口处理退票，这既是现实生活中一个简单的售票机制。 3. 售票机制实现场景设计： 创建一个工厂类 TicketCenter，该类包含两个方法，saleRollback 退票方法和 sale 售票方法； 定义一个车票总数等于 10 ，为了方便观察结果，设置为 10。学习者也可自行选择数量； 对于 saleRollback 方法，当发生退票时，通知售票窗口继续售卖车票； 对 saleRollback 进行特别设置，每隔 5000 毫秒退回一张车票； 对于 sale 方法，只要有车票就进行售卖。为了更便于观察结果，每卖出一张车票，sleep 2000 毫秒； 创建一个测试类，main 函数中创建 2 个售票窗口和 1 个退票窗口，运行程序进行结果观察。 修改 saleRollback 退票时间，每隔 25 秒退回一张车票； 再次运行程序并观察结果。实现要求：本实验要求使用 ReentrantLock 与 Condition 接口实现同步机制。 实例： public class DemoTest { public static void main(String[] args) { TicketCenter ticketCenter = new TicketCenter(); new Thread(new saleRollback(ticketCenter),"退票窗口"). start(); new Thread(new Consumer(ticketCenter),"1号售票窗口"). start(); new Thread(new Consumer(ticketCenter),"2号售票窗口"). start(); } } class TicketCenter { private int capacity = 10; // 根据需求：定义10涨车票 private Lock lock = new ReentrantLock(false); private Condition saleLock = lock.newCondition(); // 根据需求：saleRollback 方法创建，为退票使用 public void saleRollback() { try { lock.lock(); capacity++; System.out.println("线程("+Thread.currentThread().getName() + ")发生退票。" + "当前剩余票数"+capacity+"个"); saleLock.signalAll(); //发生退票，通知售票窗口进行售票 } finally { lock.unlock(); } } // 根据需求：sale 方法创建 public void sale() { try { lock.lock(); while (capacity==0) { //没有票的情况下，停止售票 try { System.out.println("警告：线程("+Thread.currentThread().getName() + ")准备售票，但当前没有剩余车票"); saleLock.await(); //剩余票数为 0 ，无法售卖，进入 wait } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } capacity-- ; //如果有票，则售卖 -1 System.out.println("线程("+Thread.currentThread().getName() + ")售出一张票。" + "当前剩余票数"+capacity+"个"); } finally { lock.unlock(); } } } class saleRollback implements Runnable { private TicketCenter TicketCenter; //关联工厂类，调用 saleRollback 方法 public saleRollback(TicketCenter TicketCenter) { this.TicketCenter = TicketCenter; } public void run() { while (true) { try { Thread.sleep(5000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } TicketCenter.saleRollback(); //根据需求 ，调用 TicketCenter 的 saleRollback 方法 } } } class Consumer implements Runnable { private TicketCenter TicketCenter; public Consumer(TicketCenter TicketCenter) { this.TicketCenter = TicketCenter; } public void run() { while (true) { TicketCenter.sale(); //调用sale 方法 try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }结果验证： 线程(1号售票窗口)售出一张票。当前剩余票数9个 线程(2号售票窗口)售出一张票。当前剩余票数8个 线程(2号售票窗口)售出一张票。当前剩余票数7个 线程(1号售票窗口)售出一张票。当前剩余票数6个 线程(1号售票窗口)售出一张票。当前剩余票数5个 线程(2号售票窗口)售出一张票。当前剩余票数4个 线程(退票窗口)发生退票。当前剩余票数5个 线程(1号售票窗口)售出一张票。当前剩余票数4个 线程(2号售票窗口)售出一张票。当前剩余票数3个 线程(2号售票窗口)售出一张票。当前剩余票数2个 线程(1号售票窗口)售出一张票。当前剩余票数1个 线程(退票窗口)发生退票。当前剩余票数2个 线程(1号售票窗口)售出一张票。当前剩余票数1个 线程(2号售票窗口)售出一张票。当前剩余票数0个 警告：线程(1号售票窗口)准备售票，但当前没有剩余车票 警告：线程(2号售票窗口)准备售票，但当前没有剩余车票 线程(退票窗口)发生退票。当前剩余票数1个 线程(1号售票窗口)售出一张票。当前剩余票数0个 警告：线程(2号售票窗口)准备售票，但当前没有剩余车票 警告：线程(1号售票窗口)准备售票，但当前没有剩余车票结果分析：从结果来看，我们正确的完成了售票和退票的机制，并且使用了 ReentrantLock 与 Condition 接口。 代码片段分析 1：看售票方法代码。 public void sale() { try { lock.lock(); while (capacity==0) { //没有票的情况下，停止售票 try { System.out.println("警告：线程("+Thread.currentThread().getName() + ")准备售票，但当前没有剩余车票"); saleLock.await(); //剩余票数为 0 ，无法售卖，进入 wait } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } capacity-- ; //如果有票，则售卖 -1 System.out.println("线程("+Thread.currentThread().getName() + ")售出一张票。" + "当前剩余票数"+capacity+"个"); } finally { lock.unlock(); } }主要来看方法中仅仅使用了 await 方法，因为退票是场景触发的，售票窗口无需唤醒退票窗口，因为真实的场景下，可能没有退票的发生，所以无需唤醒。这与生产者与消费者模式存在着比较明显的区别。 代码片段分析 2：看退票方法代码。 public void saleRollback() { try { lock.lock(); capacity++; System.out.println("线程("+Thread.currentThread().getName() + ")发生退票。" + "当前剩余票数"+capacity+"个"); saleLock.signalAll(); //发生退票，通知售票窗口进行售票 } finally { lock.unlock(); } }退票方法只有 signalAll 方法，通知售票窗口进行售票，无需调用 await 方法，因为只要有退票的发生，就能够继续售票，没有库存上限的定义，这也是与生产者与消费者模式的一个主要区别。 总结：售票机制与生产者 - 消费者模式存在着细微的区别，需要学习者通过代码的实现慢慢体会。由于售票方法只需要进入 await 状态，退票方法需要唤醒售票的 await 状态，因此只需要创建一个售票窗口的 Condition 对象。 4. 小结本节内容主要对售票机制模型进行了讲解，核心内容为售票机制的实现。实现的过程使用 ReentrantLock 与 Condition 接口实现同步机制，也是本节课程的重点知识。 至此，并发编程原理课程就结束了，从基本的多线程的创建，synchronized 关键字的使用，再到锁的应用，贯穿了并发编程原理的全部知识，学习完本套课程，可以进一步学习并发编程包的课程。 划线 写笔记 复制0/1000 |
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