[摘要] 简要描述JAC技术,阐述操作系统中读者/写者这个经典同步问题,并给出基于JAC实现此问题避免饿死现象的相应代码,以此论述JAC的使用及其线程同步能力。
　　[关键词] JAC 读者/写者问题 同步
　　
　　一、JAC简介
　　由Max Haustein等人开发的JAC是基于对顺序Java代码扩展注释来描述并发机制的,有着高水平的并发特征。它完全抛弃了Java原有的并发编程方式,隐藏了线程, 最小化了并发码和顺序码之间的分歧,加强了代码复用,融合了继承,并减轻了继承异常。用JAC 编写的Java程序只是纯粹的顺序化代码,通过在顺序代码中增加并发注解来实现并发,JAC 预编译器将识别它,并把它编译成Java编译器能识别的普通的Java并发同步代码。JAC中能被注解的语言成分有:语句、方法、类。与Java不同,JAC中的所有方法默认为必须互斥地执行,除非其前面有可并发执行的注解。
　　二、读者/写者问题描述
　　所谓“读者/写者问题”是指保证一个写线程必须与其他线程互斥地访问共享数据的同步问题。读者/写者问题问题所满足的条件是：读/读允许、读/写和写/写互斥,否则,将引起访问冲突,破坏数据的完整性。考虑到读者和写者争夺访问共享数据时可以具有不同的优先权,该问题可拓展出三种算法:(1)读者优先;(2)写者优先;(3)公平竞争。
　　三、基于JAC的实现
　　设计两个类： ShoredData类,将控制”读”与”写”分开,在读或写之前,必须先循环判断其Guard表达式,为真则开始读或写,读、写完毕进行修改相应值。ReadersWriter类,可读可写且用于操作测试,该类对象会对”读/写”、 ”写/写”进行互斥控制,而”读/读”不会发生冲突,不进行共享互斥。
　　1.ShoredData类
　　public class ShoredData{
　　……
　　public ShoredData(int size)
　　{ this.buf=new char[size];
　　for(int i=0;i　　/**
　　* @compatible readstart()
　　*@when writing<=0&&(!Priority||waiting<=0)
　　*/
　　public char[] readstart(){
　　reading++;
　　char[] newbuf=new char[buf.length];
　　for(int i=0;i　　{newbuf[i]=buf[i];
　　System.out.println(“reading:”+ newbuf[i]);
　　}
　　/** @sleep Math.random()*1000 */
　　return newbuf;}
　　publicvoid readend()
　　{ reading--; priority=true;}
　　/**
　　* @if c!=null waiting++
　　* @when reading<=0 && writing<=0
　　*/
　　public void writestart(char c)
　　{--waiting; writing++;
　　for(int i=0;i　　{ buf[i]=c;
　　System.out.println(“writing:”+ buf[i]);
　　/** @sleep Math.random()*1000 */
　　} }
　　public void writeend()
　　{ --writing;priority=false;} }
　　2.ReadersWriter类
　　public class ReadersWriter{
　　 ShoredData SD;
　　 public ReadersWriter()
　　{/** @controlled */
　　SD=new ShoredData(10); }
　　 public static void main(String[] args)
　　 { /** @controlled */
　　ReadersWriter RW=new ReadersWriter();
　　/** @sleep 10000 */
　　System.out.println(“演示完毕!”);
　　/** @stop RW */
　　RW=null;}
　　//n个reader线程,它们之间可并发执行
　　/**
　　* @auto delay Math.random()*1000 thread n
　　* @compatible
　　*/
　　public void read()
　　{ System.out.println(“Reading:”);
　　SD.readstart();SD.readend();}
　　//m个writer线程,可并发执行,但由于受条件控制,写/写之间只能互斥
　　/**
　　* @auto delay Math.random()*1000 thread m
　　* @compatible
　　*/
　　public void write()
　　{ System.out.println(“Writing:”);
　　SD.writestart(c);SD.writeend();} }
　　四、结语
　　JAC技术是一种java拓展的并行表达层次更高的并发模型,它只是在顺序代码中增加一些并发注解,使得代码进一步重用。读者/写者问题是操作系统中一个常见且复杂的同步问题,用JAC 解决该问题简洁、清晰、程序可读性强。与其他同步机制相比,JAC在算法设计上的自然形式也更加符合设计人员的思维习惯,并且程序健壮性也大大增强了。
　　参考文献:
　　李金忠夏洁武:基于JAVA多线程机制实现读者/写者问题的拓展研究[J]. 井冈山学院学报, 2008, 29(2)