使用Java多线程的同步机制编写应用程序.docx

实验目的及要求 1.理解并行/并发的概念及其应用场景。 2.理解同步/异步的概念及其应用场景。 3.掌握多线程的同步机制。 实验内容 根据要求，编写应用程序。要求如下： 1.模拟银行账户，两个以上的用户同时进行存、取操作。 2.银行有一个账户，有两个用户分别向同一个账户存3000元，每次存1000，存三次。 3.余额大于取款金额才可取钱 4.多人多次存取完毕后，余额正常 5.当一个用户对金额进行修改时，其他用户应不可进行修改，使用同步机制。 在本实验中，我们主要探讨了Java多线程的同步机制以及其在并发编程中的应用。实验目的是理解和掌握并行/并发、同步/异步的概念，并通过实现一个模拟银行账户的程序来具体应用这些概念。 理解并行/并发是关键。并行是指多个任务在同一时刻实际地同时执行，而并发则是指多个任务在一段时间内交替执行，给人一种同时执行的错觉。在多核处理器系统中，可以实现真正的并行，而在单核系统中，通常通过时间片轮转等调度算法实现并发。 同步与异步是处理并发问题的两种方式。同步强调的是多个线程之间的有序性，即在某个线程完成特定操作之前，其他线程必须等待。这有助于防止数据竞争和不一致的状态。异步则允许线程无序执行，通常伴随着回调或事件驱动模型，它提高了系统的响应速度，但可能导致结果的不确定性。 实验内容是创建一个银行账户系统，该系统支持多个用户同时进行存取款操作。为了确保账户余额的正确性，我们需要使用同步机制。在Java中，我们可以使用`synchronized`关键字来实现线程同步。在这个实验中，我们定义了一个`sum`类来存储账户余额，`save`类代表存钱操作，`get`类代表取钱操作。 在`save`类的`run`方法中，我们使用`synchronized`锁定`sum`对象，这样在存钱操作过程中，其他线程无法同时进行修改。每次存入1000元，共存3次，然后调用`notifyAll()`唤醒所有等待在该对象上的线程。 在`get`类的`run`方法中，同样使用`synchronized`锁定`sum`对象，确保取钱操作的原子性。在取钱前，先检查余额是否为0，如果是，则调用`wait()`让当前线程等待。接着，随机生成取款金额，如果余额大于等于取款金额，就进行取款操作，否则将余额清零。每次操作完成后，都会释放锁，让其他线程有机会执行。 实验结果表明，通过使用Java的多线程同步机制，我们成功地模拟了多个用户对同一银行账户的并发操作，且在所有操作完成后，账户余额保持正确，符合预期。 这个实验不仅加深了我们对并行/并发、同步/异步的理解，还锻炼了我们使用Java多线程解决实际问题的能力。通过这种方式，我们能够确保在多线程环境下，数据的完整性和一致性，这对于构建复杂的分布式系统或高并发应用至关重要。