【图解Java多线程设计模式】Single Threaded Execution模式

所谓Single Threaded Execution模式，意即“以一个线程执行”。该模式用于设置限制，以确保同一时间内只能让一个线程执行处理。

示例

模拟三个人频繁地通过一个只允许一个人经过的门的情形。当人们通过门的时候，统计人数便会递增。另外，还会记录通行者的“姓名与出生地”。

Main.java

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Testing Gate, hit CTRL+C to exit.");
        
        Gate gate = new Gate();
        new UserThread(gate, "Alice", "Alaska").start();
        new UserThread(gate, "Bobby", "Brazil").start();
        new UserThread(gate, "Chris", "Canada").start();
    }
}

UserThread.java

public class UserThread extends Thread {
    private final Gate gate;
    private final String myname;
    private final String myaddress;

    public UserThread(Gate gate, String name, String address) {
        this.gate = gate;
        this.myname = name;
        this.myaddress = address;
    }

    public void run() {
        System.out.println(myname + " BEGIN");
        
        while (true) {
            gate.pass(myname, myaddress);
        }
    }
}

Gate.java

public class Gate {
    private int counter = 0;
    private String name = "Nobody";
    private String address = "Nowhere";

    public synchronized void pass(String name, String address) {
        this.counter++;
        this.name = name;
        this.address = address;
        check();
    }

    private void check() {
        if (name.charAt(0) != address.charAt(0)) {
            System.out.println("***** BROKEN ***** " + toString());
        }
    }

    public synchronized String toString() {
        return "No." + counter + ": " + name + ", " + address;
    }
}

登场角色

SharedResource（共享资源）

Single Threaded Execution模式中出现了一个发挥SharedResource（共享资源）作用的类。在示例中，由Gate类扮演SharedResource角色。

SharedResource角色是可被多个线程访问的类，包含很多方法，但这些方法主要分为如下两类。

1. safeMethod：多个线程同时调用也不会发生问题的方法。
2. unsafeMethod：多个线程同时调用会发生问题，因此必须加以保护的方法。

Single Threaded Execution模式会保护unsafeMethod，使其同时只能由一个线程访问。Java则是通过将unsafeMethod声明为synchronized方法来进行保护。

类图

Timethreads图