鐘健

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

關(guān)鍵詞：Java語言編程機(jī)制；線程模型；改進(jìn)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）18-4178-02

1 Java同步線程模型分析

對(duì)于Java語言編程機(jī)制而言，當(dāng)它與同步線程模型進(jìn)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(jìn)行較大幅度的提高，也就是說在原先的編程機(jī)制基礎(chǔ)之上進(jìn)一步的發(fā)展與提高。之前，在原先的Java編程機(jī)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(jī)制的進(jìn)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(jìn)程模式進(jìn)行一定程度上的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)相比于多進(jìn)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(gè)方面：對(duì)于進(jìn)程而言，它的兩個(gè)單位之間是相互分開的，而對(duì)于線程而言，它的每個(gè)執(zhí)行單元具有一定程度的獨(dú)立性，從客觀的角度來說，實(shí)現(xiàn)獨(dú)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(jìn)步，各自分派也成為可能，每個(gè)進(jìn)程都可以稱之為獨(dú)立出來的控制流，雖然在一定程度上具有了獨(dú)立性，但從實(shí)質(zhì)上來看，它并不是可獨(dú)立擁有資源的基本單位。從這方面來看，在實(shí)際的操作當(dāng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)獨(dú)立擁有資源的單位頻率進(jìn)行切換，而且操作頻率有所降低。進(jìn)程并發(fā)的執(zhí)行存在著兩個(gè)十分必要的條件，這兩個(gè)必要的條件分別害死可擁有資源的獨(dú)立單位以及可獨(dú)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(xiàng)屬性得到了切實(shí)體現(xiàn)。值得注意的是，總體進(jìn)程之中，兩種屬性成為了一種非常堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行提供了強(qiáng)大的動(dòng)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(jìn)行實(shí)時(shí)，這些操作主要有創(chuàng)建以及撤銷等。對(duì)于一項(xiàng)資源的擁有者而言，在資源之中，對(duì)于不同的進(jìn)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?；诖耍?dāng)系統(tǒng)在對(duì)這一系列的操作進(jìn)行執(zhí)行時(shí)，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(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置時(shí)，對(duì)于進(jìn)程數(shù)目的設(shè)定要求能夠滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，在對(duì)進(jìn)程進(jìn)行切換時(shí)也應(yīng)該控制好次數(shù)。也就是說，從這一方面來看，這對(duì)進(jìn)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(duì)于Java同步線程模式而言，其難點(diǎn)主要集中在如何采取有效措施對(duì)并發(fā)程序設(shè)計(jì)中所出現(xiàn)的一系列問題進(jìn)行合理而有效的解決。

一般情況下，在進(jìn)行操作的過程之中，可以對(duì)線程進(jìn)行一定程度的聯(lián)想，將線程當(dāng)做是程序當(dāng)中的某個(gè)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(huì)存在和一個(gè)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(duì)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(duì)較低的。近幾年來，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，在原先的操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上引進(jìn)了新技術(shù)，取得了較大程度上的進(jìn)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(duì)程序的執(zhí)行進(jìn)行有效的支持，同時(shí)又能夠?qū)Χ鄠€(gè)控制流程進(jìn)行流暢操作。

一般情況下，在對(duì)Java多線程模式進(jìn)行操作的過程之中，會(huì)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(zé)是對(duì)用戶事件進(jìn)行一定程度上的處理，而另一條線程作用是進(jìn)行分析運(yùn)算。值得注意的是，一般情況下處理器僅僅只有一個(gè)個(gè)時(shí)，也就是說線程是難以進(jìn)行同時(shí)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(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取時(shí)，則系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行線程的切換。正是由于這一原因，在對(duì)多線程模式進(jìn)行引入之后，需要與計(jì)算機(jī)處理器個(gè)數(shù)組合。

2 Java同步進(jìn)程模型改進(jìn)的嘗試

對(duì)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?yàn)镴ava編程語言中的線程模型與實(shí)際情況的適應(yīng)度較低，而且它所面對(duì)的對(duì)象相對(duì)狹窄，不能做到面面俱到。除此之外，Java語言的優(yōu)勢(shì)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(jìn)一步的發(fā)展。因此，采取有效措施對(duì)Java同步進(jìn)程模型的改進(jìn)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(gè)或者是兩個(gè)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(gè)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(duì)這一問題，通過對(duì)synchronized 關(guān)鍵詞進(jìn)行一定程度上的使用，并在此基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)對(duì)于對(duì)象的鎖操作。當(dāng)鎖操作完成之后，之前所運(yùn)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(huì)自動(dòng)完成。

一般情況下，對(duì)于并發(fā)線程而言，它們會(huì)對(duì)程序中的資源進(jìn)行一定程度上的競(jìng)爭(zhēng)，針對(duì)這一情況，必須采取措施對(duì)程序當(dāng)中的共享資源進(jìn)行有效而均衡的分配，從而達(dá)到線程在執(zhí)行程序的過程之中能夠?qū)τ邢薜馁Y源進(jìn)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(cè)的程序。所以，對(duì)于Java程序員而言，就必須認(rèn)真處理死鎖的相關(guān)程序。一般情況下，對(duì)于線程程序而言，很多都是可以對(duì)其進(jìn)行歸納總結(jié)的，如果兩個(gè)或兩個(gè)以上的線程彼此之間無限期的等待，最終導(dǎo)致兩個(gè)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(gè)對(duì)象會(huì)對(duì)應(yīng)另一個(gè)與其存在一定關(guān)聯(lián)的monitor對(duì)象，這個(gè)對(duì)象的具體作用可以用“守門人”來形容，每次僅僅允許一個(gè)synchronized 方法進(jìn)入，而如果其中的一個(gè)synchronized 方法結(jié)束之后，monitor就會(huì)進(jìn)行一定程度上的解鎖，此時(shí)另外一個(gè)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(duì)這一死鎖問題進(jìn)行解決？其實(shí)只需要對(duì)正確線程程序進(jìn)行編制，主要策略如下：首先，需要對(duì)給定的任務(wù)目標(biāo)進(jìn)行有效的完成，在執(zhí)行目標(biāo)的過程中，需要注意一定的同步性，即與其他任務(wù)同時(shí)進(jìn)行，通過這樣的操作，可以對(duì)每個(gè)線程完成的功能進(jìn)行一定程度上的控制，并在此基礎(chǔ)之上，就沒有必要對(duì)兩個(gè)線程進(jìn)行使用，因?yàn)樵谶@一操作之后，兩者之間就存在著一定的依賴性，當(dāng)從一個(gè) synchronized 方法中調(diào)用另一個(gè) synchronized 方法時(shí)，要謹(jǐn)慎方可。

3 結(jié)束語

隨著計(jì)算機(jī)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(jìn)其中的一些弊端，將大大提高運(yùn)行效率。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周志遠(yuǎn)，張大方，繆力.基于 Java 內(nèi)存模型的并發(fā)程序模型檢測(cè)[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)，2010（3）.

[2] 苗康，余嘯，趙吉，沈宇.基于關(guān)系演算的 Java 模式識(shí)別[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究， 2010（9）.

[3] 于利前，王林章，雷斌，趙建華，李宣東.靜動(dòng)態(tài)結(jié)合的 Java 程序不變性分析方法[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，2010（4）.

[4] 喻志虎，鄒華，楊放春.Parlay應(yīng)用服務(wù)器的軟件容錯(cuò)研究與設(shè)計(jì)[J].北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，27（增刊）：12-15.

[5] HORSTMANN C S，CORNELL G.Java2核心技術(shù)（卷2）：高級(jí)特性[M].陳昊鵬， 王浩，姚建平，等，譯.7版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[6] 柴平渲，龔向陽，程時(shí)端.分布式入侵檢測(cè)技術(shù)的研究[J].北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，25（2）：58-62.endprint