排他

(KAB-studioからのおしらせです)

// Sample.java
public class Sample
{
    public static void main( String[] args )
    {
        try
        {
            SynchronizeClass synchronizeClass = new SynchronizeClass();
            
            // 別スレッドの方を呼び出します。
            OtherThread thread = new OtherThread( synchronizeClass, "normalMethod" );
            thread.start();

            // 2秒待ちます。OtherThreadの方を先に
            // 実行するためです。
            Thread.sleep( 2 * 1000 );

            // こちらでも。
            System.out.println( "Sample開始" );
            // 普通のメソッドを呼び出します。
            synchronizeClass.normalMethod( "Sample" );
            System.out.println( "Sample終了" );
            // OtherThread開始
            // normalMethod()メソッド開始 [0] from OtherThread
            // Sample開始
            // normalMethod()メソッド終了 [100] from OtherThread
            // normalMethod()メソッド開始 [100] from Sample
            // OtherThread終了
            // normalMethod()メソッド終了 [200] from Sample
            // Sample終了

            // このように、普通にマルチスレッドで共通のフィールドに
            // アクセスすると、値がうまくとれない場合があります。
            // 「値を取得して書き換える処理」は、この
            // 「値の取得」と「値の書き換え」を1つのセットとし、
            // この処理中に他のスレッドが同じ処理をしないように
            // する必要があります。
            // つまり、この「値を取得して書き換える処理」を
            // 行っている間、他のスレッドを処理させないようにする
            // ことが「排他処理」です。

            // というわけで、synchronizedメソッドで
            // 排他します。

            synchronizeClass = new SynchronizeClass();
            thread = new OtherThread( synchronizeClass, "synchronizedMethod" );
            thread.start();

            // 2秒待ちます。OtherThreadの方を先に
            // 実行するためです。
            Thread.sleep( 2 * 1000 );

            // こちらでも。
            System.out.println( "Sample開始" );
            // 普通のメソッドを呼び出します。
            synchronizeClass.synchronizedMethod( "Sample" );
            System.out.println( "Sample終了" );
            // OtherThread開始
            // synchronizedMethod()メソッド開始 [0] from OtherThread
            // Sample開始
            // synchronizedMethod()メソッド終了 [100] from OtherThread
            // synchronizedMethod()メソッド開始 [100] from Sample
            // OtherThread終了
            // synchronizedMethod()メソッド終了 [200] from Sample
            // Sample終了

            // このように、synchronizedメソッドは、同じthisの場合は
            // 呼び出せるのが1メソッドに限られます。そのため、
            // 「値を取得して書き換える処理」を1セットとし、この
            // セットが完了しない限り他のスレッドがこの処理を開始できない
            // ようになっています。
            // これが「排他処理」「排他制御」と呼ばれるものです。
        }
        catch( InterruptedException e )
        {
            // sleep()メソッドが途中で中断されると
            // InterruptedException例外が投げられます。
            // 滅多にないですが。
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

/**
*   別スレッドとして実行するためのクラス。
*/
class OtherThread extends Thread
{
    /** SynchronizeClassクラス。 */
    private SynchronizeClass synchronizeClass;
    /** 呼び出すメソッド。 */
    private String methodName = "";

    /** コンストラクタ。 */
    public OtherThread( SynchronizeClass synchronizeClass, String methodName )
    {
        this.synchronizeClass = synchronizeClass;
        this.methodName = methodName;
    }
    
    /**
    *   Threadクラスのrun()メソッドを
    *   オーバーライドしたメソッド。このメソッドが
    *   別スレッドとして呼び出されます。
    */
    public void run()
    {
        System.out.println( "OtherThread開始" );
        // メソッドを呼び出します。
        if( "normalMethod".equals( methodName ) )
        {
            synchronizeClass.normalMethod( "OtherThread" );
        }
        else
        {
            synchronizeClass.synchronizedMethod( "OtherThread" );
        }
        System.out.println( "OtherThread終了" );
    }
}

/**
*   同期処理テスト用クラス。
*/
class SynchronizeClass
{
    /** フィールド。 */
    private int data = 0;
    
    /**
    *   普通のメソッド。
    */
    public synchronized void normalMethod( String name )
    {
        try
        {
            System.out.println( "normalMethod()メソッド開始 [" + data + "] from " + name );
            // dataの中身を取得します。
            int i = data;
            // 5秒待ちます。
            Thread.sleep( 5 * 1000 );
            // その値に100を加えてdataにセットします。
            data = i + 100;
            System.out.println( "normalMethod()メソッド終了 [" + data + "] from " + name );
        }
        catch( InterruptedException e )
        {
            // sleep()メソッドが途中で中断されると
            // InterruptedException例外が投げられます。
            // 滅多にないですが。
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
    *   synchronizedメソッド。
    */
    public synchronized void synchronizedMethod( String name )
    {
        try
        {
            System.out.println( "synchronizedMethod()メソッド開始 [" + data + "] from " + name );
            // dataの中身を取得します。
            int i = data;
            // 5秒待ちます。
            Thread.sleep( 5 * 1000 );
            // その値に100を加えてdataにセットします。
            data = i + 100;
            System.out.println( "synchronizedMethod()メソッド終了 [" + data + "] from " + name );
        }
        catch( InterruptedException e )
        {
            // sleep()メソッドが途中で中断されると
            // InterruptedException例外が投げられます。
            // 滅多にないですが。
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

/**
*   データクラス。
*/
class DataClass
{
    /**
    *    privateなフィールド。
    */
    private int data;

    /**
    *    getter。
    */
    public int getData()
    {
        return data;
    }

    /**
    *    setter。
    */
    public void setData( int value )
    {
        this.data = value;
    }
}