Sinhronizacija v Javi

Večnitni programi lahko pogosto pridejo v situacijo, ko več niti poskuša dostopati do istih virov in na koncu povzroči napačne in nepredvidene rezultate.

Zakaj uporabljati sinhronizacijo Java?

Sinhronizacija Java se uporablja za zagotovitev, da z neko metodo sinhronizacije samo ena nit dostopa do vira v danem trenutku.

Sinhronizirani bloki Java

Java omogoča ustvarjanje niti in sinhronizacijo njihovih nalog s pomočjo sinhroniziranih blokov.

Sinhronizirani blok v Javi je sinhroniziran na nekem objektu. Vsi sinhronizirani bloki se sinhronizirajo na istem objektu in v njih se lahko hkrati izvaja samo ena nit. Vse druge niti, ki poskušajo vstopiti v sinhronizirani blok, so blokirane, dokler nit znotraj sinhroniziranega bloka ne zapusti bloka.

Opomba: Sinhronizirani bloki v Javi so označeni s ključno besedo synchronized.

Splošna oblika sinhroniziranega bloka

// Only one thread can execute at a time. // sync_object is a reference to an object // whose lock associates with the monitor . // The code is said to be synchronized on // the monitor object synchronized(sync_object) { // Access shared variables and other // shared resources } 

Ta sinhronizacija je implementirana v Javi s konceptom, imenovanim monitorji ali ključavnice. Samo ena nit ima lahko v danem trenutku monitor. Ko nit pridobi ključavnico, se reče, da je vstopila v monitor. Vse druge niti, ki poskušajo vstopiti v zaklenjeni monitor, bodo začasno ustavljene, dokler prva nit ne zapusti monitorja.

Vrste sinhronizacije

V Javi sta spodaj omenjeni dve sinhronizaciji:

  1. Sinhronizacija procesa
  2. Sinhronizacija niti

1. Sinhronizacija procesov v Javi

Sinhronizacija procesov je tehnika, ki se uporablja za usklajevanje izvajanja več procesov. Zagotavlja, da so skupni viri varni in v redu.

2. Sinhronizacija niti v Javi

Sinhronizacija niti se uporablja za usklajevanje in urejanje izvajanja niti v večnitnem programu. Spodaj sta omenjeni dve vrsti sinhronizacije niti:

  • Medsebojna izključitev
  • Sodelovanje (komunikacija med nitmi v Javi)

Medsebojna izključitev

Mutual Exclusive pomaga preprečiti, da bi se niti med souporabo podatkov med seboj motile. Spodaj so navedene tri vrste vzajemnega izključevanja:

  • Sinhronizirana metoda.
  • Sinhroniziran blok.
  • Statična sinhronizacija.

Primer sinhronizacije

Spodaj je izvedba sinhronizacije Java:

Java




// A Java program to demonstrate working of> // synchronized.> import> java.io.*;> import> java.util.*;> // A Class used to send a message> class> Sender {> > public> void> send(String msg)> > {> > System.out.println(> 'Sending '> + msg);> > try> {> > Thread.sleep(> 1000> );> > }> > catch> (Exception e) {> > System.out.println(> 'Thread interrupted.'> );> > }> > System.out.println(> ' '> + msg +> 'Sent'> );> > }> }> // Class for send a message using Threads> class> ThreadedSend> extends> Thread {> > private> String msg;> > Sender sender;> > // Receives a message object and a string> > // message to be sent> > ThreadedSend(String m, Sender obj)> > {> > msg = m;> > sender = obj;> > }> > public> void> run()> > {> > // Only one thread can send a message> > // at a time.> > synchronized> (sender)> > {> > // synchronizing the send object> > sender.send(msg);> > }> > }> }> // Driver class> class> SyncDemo {> > public> static> void> main(String args[])> > {> > Sender send => new> Sender();> > ThreadedSend S1 => new> ThreadedSend(> ' Hi '> , send);> > ThreadedSend S2 => new> ThreadedSend(> ' Bye '> , send);> > // Start two threads of ThreadedSend type> > S1.start();> > S2.start();> > // wait for threads to end> > try> {> > S1.join();> > S2.join();> > }> > catch> (Exception e) {> > System.out.println(> 'Interrupted'> );> > }> > }> }>

Izhod

Sending Hi Hi Sent Sending Bye Bye Sent 

Izhod je enak vsakič, ko zaženemo program.

Pojasnilo

V zgornjem primeru se odločimo za sinhronizacijo objekta Sender znotraj metode run() razreda ThreadedSend. Druga možnost je, da lahko definiramo celoten blok send() kot sinhroniziran , enak rezultat. Potem nam ni treba sinhronizirati objekta Message znotraj metode run() v razredu ThreadedSend.

// An alternate implementation to demonstrate // that we can use synchronized with method also. class Sender { public synchronized void send(String msg) { System.out.println('Sending	' + msg); try { Thread.sleep(1000); } catch (Exception e) { System.out.println('Thread interrupted.'); } System.out.println('
' + msg + 'Sent'); } } 

Ni nam treba vedno sinhronizirati celotne metode. Včasih je bolje, da sinhronizira le del metode . To omogočajo sinhronizirani bloki Java znotraj metod.

// One more alternate implementation to demonstrate // that synchronized can be used with only a part of // method class Sender { public void send(String msg) { synchronized(this) { System.out.println('Sending	' + msg ); try { Thread.sleep(1000); } catch (Exception e) { System.out.println('Thread interrupted.'); } System.out.println('
' + msg + 'Sent'); } } } 

Primer sinhronizirane metode z uporabo anonimnega razreda

Java




// Java Pogram to synchronized method by> // using an anonymous class> import> java.io.*;> class> Test {> > synchronized> void> test_function(> int> n)> > {> > // synchronized method> > for> (> int> i => 1> ; i <=> 3> ; i++) {> > System.out.println(n + i);> > try> {> > Thread.sleep(> 500> );> > }> > catch> (Exception e) {> > System.out.println(e);> > }> > }> > }> }> // Driver Class> public> class> GFG {> > // Main function> > public> static> void> main(String args[])> > {> > // only one object> > final> Test obj => new> Test();> > Thread a => new> Thread() {> > public> void> run() { obj.test_function(> 15> ); }> > };> > Thread b => new> Thread() {> > public> void> run() { obj.test_function(> 30> ); }> > };> > a.start();> > b.start();> > }> }>

Izhod

16 17 18 31 32 33