Ҳангоми таҳияи замимаҳои бисёр ришта аксар вақт як дилемма ба миён меояд: муҳимтар аз ҳама эътимоднокӣ ё иҷрои барнома аст. Масалан, мо синхронизатсияро барои бехатарии ришта истифода мебарем ва дар ҳолатҳое, ки тартиби ҳамоҳангсозӣ нодуруст аст, мо метавонем ба бунбаст оварда расонем. Мо инчунин ҳавзҳои ришта ва семафорҳоро барои маҳдуд кардани истеъмоли захираҳо истифода мебарем ва иштибоҳ дар ин тарҳ метавонад аз сабаби набудани захираҳо ба бунбаст оварда расонад. Дар ин мақола мо дар бораи он, ки чӣ гуна аз бунбаст пешгирӣ кардан мумкин аст ва инчунин мушкилоти дигар дар иҷрои барнома сӯҳбат хоҳем кард. Мо инчунин дида мебароем, ки чӣ гуна аризаро тавре навиштан мумкин аст, то дар ҳолатҳои басташавӣ барқарор карда шавад. ![Бунбаст дар Java ва усулҳои мубориза бо он - 1]()
Бунбаст вазъиятест, ки дар он ду ё зиёда равандҳое, ки баъзе захираҳоро ишғол мекунанд, кӯшиш мекунанд, ки баъзе захираҳои дигареро, ки равандҳои дигар ишғол мекунанд, ба даст оранд ва ҳеҷ яке аз равандҳо захираи заруриро ишғол карда наметавонанд ва мувофиқан захираи ишғолшударо озод мекунанд. Ин таъриф хеле умумӣ аст ва аз ин рӯ фаҳмидан душвор аст; Барои фаҳмиши беҳтар, мо бо истифода аз мисолҳо намудҳои бунбастҳоро дида мебароем.
![Java-университет]()
Ҳамоҳангсозӣ Тартиби бастани мутақобила
Вазифаи зеринро дида бароед: ба шумо лозим аст, ки усулеро нависед, ки амалиёти интиқоли миқдори муайяни пулро аз як суратҳисоб ба суратҳисоби дигар анҷом медиҳад. Ҳалли ин метавонад чунин бошад:public void transferMoney(Account fromAccount, Account toAccount, Amount amount) throws InsufficientFundsException {
synchronized (fromAccount) {
synchronized (toAccount) {
if (fromAccount.getBalance().compareTo(amount) < 0)
throw new InsufficientFundsException();
else {
fromAccount.debit(amount);
toAccount.credit(amount);
}
}
}
}
private void doTransfer(final Account fromAcct, final Account toAcct, final DollarAmount amount) throws InsufficientFundsException {
if (fromAcct.getBalance().compareTo(amount) < 0)
throw new InsufficientFundsException();
else {
fromAcct.debit(amount);
toAcct.credit(amount);
}
}
public void transferMoney(final Account fromAcct, final Account toAcct, final DollarAmount amount) throws InsufficientFundsException {
int fromId= fromAcct.getId();
int toId = fromAcct.getId();
if (fromId < toId) {
synchronized (fromAcct) {
synchronized (toAcct) {
doTransfer(fromAcct, toAcct, amount)}
}
}
} else {
synchronized (toAcct) {
synchronized (fromAcct) {
doTransfer(fromAcct, toAcct, amount)}
}
}
}
}private static final Object tieLock = new Object();
private void doTransfer(final Account fromAcct, final Account toAcct, final DollarAmount amount) throws InsufficientFundsException {
if (fromAcct.getBalance().compareTo(amount) < 0)
throw new InsufficientFundsException();
else {
fromAcct.debit(amount);
toAcct.credit(amount);
}
}
public void transferMoney(final Account fromAcct, final Account toAcct, final DollarAmount amount) throws InsufficientFundsException {
int fromHash = System.identityHashCode(fromAcct);
int toHash = System.identityHashCode(toAcct);
if (fromHash < toHash) {
synchronized (fromAcct) {
synchronized (toAcct) {
doTransfer(fromAcct, toAcct, amount);
}
}
} else if (fromHash > toHash) {
synchronized (toAcct) {
synchronized (fromAcct) {
doTransfer(fromAcct, toAcct, amount);
}
}
} else {
synchronized (tieLock) {
synchronized (fromAcct) {
synchronized (toAcct) {
doTransfer(fromAcct, toAcct, amount)
}
}
}
}
}Сарбаста дар байни an objectҳо
Шароити бастани тавсифшуда осонтарин ҳолати бунбаст барои ташхис мебошад. Аксар вақт дар замимаҳои бисёр ришта an objectҳои гуногун кӯшиш мекунанд, ки ба ҳамон блокҳои ҳамоҳангшуда дастрасӣ пайдо кунанд. Ин метавонад боиси басташавӣ гардад. Мисоли зеринро дида бароед: барномаи диспетчери парвоз. Ҳавопаймоҳо ба контроллер ҳангоми расидан ба ҷои таъиншуда хабар медиҳанд ва барои фуруд иҷозат талаб мекунанд. Контроллер тамоми маълумотро дар бораи ҳавопаймоҳое, ки ба самти ӯ парвоз мекунанд, нигоҳ медорад ва метавонад мавқеи онҳоро дар харита тасвир кунад.class Plane {
private Point location, destination;
private final Dispatcher dispatcher;
public Plane(Dispatcher dispatcher) {
this.dispatcher = dispatcher;
}
public synchronized Point getLocation() {
return location;
}
public synchronized void setLocation(Point location) {
this.location = location;
if (location.equals(destination))
dispatcher.requestLanding(this);
}
}
class Dispatcher {
private final Set<Plane> planes;
private final Set<Plane> planesPendingLanding;
public Dispatcher() {
planes = new HashSet<Plane>();
planesPendingLanding = new HashSet<Plane>();
}
public synchronized void requestLanding(Plane plane) {
planesPendingLanding.add(plane);
}
public synchronized Image getMap() {
Image image = new Image();
for (Plane plane : planes)
image.drawMarker(plane.getLocation());
return image;
}
}setLocationсинф Planeва getMapсинф Dispatcherҳамоҳанг карда шудаанд ва усулҳои ҳамоҳангшудаи синфҳои дигарро дар дохor худ даъват мекунанд. Ин одатан таҷрибаи бад аст. Чӣ тавр онро ислоҳ кардан мумкин аст, дар боби оянда муҳокима карда мешавад. Дар натиҷа, агар ҳавопаймо ба макон расад, лаҳзае, ки касе тасмим гирифт, ки кортро гирад, бунбаст ба амал меояд. Яъне getMapва усулҳо даъват карда мешаванд, ки мутаносибан setLocationмониторҳои инстансияро ишғол мекунанд . Сипас усул занг мезанад (махсусан дар инстансе , ки айни замон банд аст) ва интизор мешавад, ки монитор барои ҳар як инстансия озод шавад . Ҳамзамон, усул даъват карда мешавад , дар ҳоле ки монитор инстансия бо кашидани харита банд аст. Натичаи ин бунбаст аст. DispatcherPlanegetMapplane.getLocationPlanePlanesetLocationdispatcher.requestLandingDispatcher
Зангҳоро кушоед
Барои роҳ надодан ба ҳолатҳое, ки дар боби қаблӣ тавсиф шудааст, тавсия дода мешавад, ки зангҳои оммавӣ ба усулҳои an objectҳои дигар истифода шаванд. Ин аст, ки усулҳои дигар an objectҳои берун аз блоки ҳамоҳангшуда занг занед. Агар усулҳо бо истифода аз принсипи зангҳои кушод аз нав навишта шавандsetLocation, getMapэҳтимолияти басташавӣ аз байн меравад. Он, масалан, чунин хоҳад буд:
public void setLocation(Point location) {
boolean reachedDestination;
synchronized(this){
this.location = location;
reachedDestination = location.equals(destination);
}
if (reachedDestination)
dispatcher.requestLanding(this);
}
………………………………………………………………………………
public Image getMap() {
Set<Plane> copy;
synchronized(this){
copy = new HashSet<Plane>( planes);
}
Image image = new Image();
for (Plane plane : copy)
image.drawMarker(plane.getLocation());
return image;
}Бунбасти захираҳо
Бунбастҳо инчунин ҳангоми кӯшиши дастрасӣ ба баъзе захираҳое, ки дар як вақт танҳо як ришта истифода бурда метавонанд, ба амал омада метавонанд. Намунаи он ҳавзи пайвасти пойгоҳи додаҳо хоҳад буд. Агар баъзе риштаҳо бояд дар як вақт ба ду пайвастшавӣ дастрасӣ дошта бошанд ва онҳо бо тартиби гуногун ба онҳо дастрасӣ пайдо кунанд, ин метавонад ба бунбаст оварда расонад. Аслан, ин намуди қулфкунӣ аз қулфкунии тартиби синхронизатсия фарқ надорад, ба истиснои он ки он на ҳангоми кӯшиши иҷрои ягон code, балки ҳангоми кӯшиши дастрасӣ ба захираҳо ба амал меояд.Чӣ тавр аз бунбаст пешгирӣ кардан мумкин аст?
Албатта, агар code бидуни хато навишта шавад (мисолҳои онҳоро мо дар қисматҳои қаблӣ дидем), пас дар он ҳеҷ гуна бунбаст нахоҳад буд. Аммо кй кафолат дода метавонад, ки codeи у бе хато навишта мешавад? Албатта, санҷиш барои муайян кардани қисми муҳими хатогиҳо кӯмак мекунад, аммо тавре ки мо қаблан дидем, хатогиҳо дар codeи бисёр риштаро ташхис кардан осон нест ва ҳатто пас аз санҷиш шумо боварӣ ҳосил карда наметавонед, ки ягон ҳолати сарбаста вуҷуд надорад. Оё мо метавонем худро бо ягон роҳ аз блок муҳофизат кунем? Ҷавоб ҳа аст. Усулҳои шабеҳ дар муҳаррикҳои пойгоҳи додаҳо истифода мешаванд, ки аксар вақт бояд аз бунбаст барқарор шаванд (бо механизми транзаксия дар пойгоҳи додаҳо алоқаманд аст). ИнтерфейсLockва татбиқи он, ки дар баста мавҷуд аст, java.util.concurrent.locksба шумо имкон медиҳад, ки монитореро, ки бо намунаи ин синф алоқаманд аст, бо истифода аз усул ишғол кунед tryLock(агар имкони ишғол кардани монитор имконпазир бошад, ҳақиқиро бармегардонад). Фарз мекунем, ки мо як ҷуфт an object дорем, ки интерфейсро амалӣ мекунанд Lockва мо бояд мониторҳои онҳоро тавре ишғол кунем, то аз бастани мутақобила канорагирӣ кунем. Шумо метавонед онро ба таври зерин амалӣ кунед:
public void twoLocks(Lock A, Lock B){
while(true){
if(A.tryLock()){
if(B.tryLock())
{
try{
//do something
} finally{
B.unlock();
A.unlock();
}
} else{
A.unlock();
}
}
}
}try- finallyзарур аст, зеро синфҳои бастаҳо java.util.concurrent.locksмониторро ба таври худкор озод намекунанд ва агар ҳангоми иҷрои вазифаи шумо ягон истисно рух диҳад, монитор дар ҳолати баста мемонад. Кафолатҳоро чӣ гуна бояд муайян кард? JVM ба шумо имкон медиҳад, ки бо нишон додани онҳо дар партовҳои риштаҳо сарбастаҳоро ташхис кунед. Чунин партовҳо маълумотро дар бораи он, ки ришта дар кадом ҳолат аст, дар бар мегирад. Агар он баста шуда бошад, партов дорои маълумот дар бораи мониторест, ки ришта мунтазири озод шудан аст. Пеш аз партофтани риштаҳо, JVM ба графики мониторҳои интизорӣ (банд) менигарад ва агар он давраҳоро пайдо кунад, он иттилооти сарбастаро илова мекунад, ки мониторҳо ва риштаҳои иштироккунандаро нишон медиҳад. Партофтани риштаҳои басташуда чунин менамояд:
Found one Java-level deadlock:
=============================
"ApplicationServerThread":
waiting to lock monitor 0x0f0d80cc (a MyDBConnection),
which is held by "ApplicationServerThread"
"ApplicationServerThread":
waiting to lock monitor 0x0f0d8fed (a MyDBCallableStatement),
which is held by "ApplicationServerThread"
Java stack information for the threads listed above:
"ApplicationServerThread":
at MyDBConnection.remove_statement
- waiting to lock <0x6f50f730> (a MyDBConnection)
at MyDBStatement.close
- locked <0x604ffbb0> (a MyDBCallableStatement)
...
"ApplicationServerThread":
at MyDBCallableStatement.sendBatch
- waiting to lock <0x604ffbb0> (a MyDBCallableStatement)
at MyDBConnection.commit
- locked <0x6f50f730> (a MyDBConnection)lockInterruptiblyинтерфейс Lockаз java.util.concurrent.locks. Он ба шумо имкон медиҳад, ки бо ин усул риштаеро, ки мониторро ишғол кардааст, қатъ кунед (ва аз ин рӯ мониторро озод кунед).
GO TO FULL VERSION