Bài giảng Java

counts[from] < amount) return;
 System.out.print(Thread.currentThread());
 accounts[from] -= amount;
 System.out.printf(" %10.2f from %d to %d", amount, from, to);
 accounts[to] += amount;
 System.out.printf(" Total Balance: %10.2f%n", getTotalBalance());
 }
 finally
 {
 bankLock.unlock();
 }
 }
 . . .
 private Lock bankLock = new ReentrantLock(); // ReentrantLock là một lớp cài đặt giao diện lock.
}
V.3 Đối tượng điều kiện
Trong trường hợp thread đi vào vùng bảo vệ, nó cần hoàn thành công việc để có thể mở khóa cho các thread khác đi vào. Tuy nhiên, nếu trong đó công việc chính cần thực hiện bị giới hạn bởi một điều kiện nào đó, chẳng hạn ở đây, việc gọi transfer() để chuyển tiền chỉ được thực hiện khi số tiền của account gửi lớn hơn số tiền được gửi:
if (bank.getBalance(from) >= amount)
 bank.transfer(from, to, amount);
Khi có điều kiện này, một thread có thể không thỏa mãn và nó không thực hiện việc chuyển tiền, tức là công việc của nó là không hữu ích. Đến đây, ta có thể nghĩ ra một giải pháp là để thread đợi cho đến khi nó có đủ tiền để chuyển:
public void transfer(int from, int to, int amount)
{
 bankLock.lock();
 try
 {
 while (accounts[from] < amount) // Đợi cho đến khi tài khoản của nó có đủ tiền
 {
 // đợi
 . . .
 }
 // Chuyển tiền
 . . .
 }
 finally
 {
 bankLock.unlock();
 }
}
Việc đợi ở đây sẽ kết thúc khi một thread khác chuyển tiền vào cho nó. Tuy nhiên ta thấy rằng vùng chứa lệnh chuyển tiền lại đang bị khóa bởi chính thread này nên các thread khác không thể chuyển tiền được. Kết quả là thread này không bao giờ thoát khỏi tình trạng đợi, chương trình rơi vào deadlock.
Đây là tình huống mà ta phải sử dụng đối tượng điều kiện:
class Bank
{
 public Bank()
 {
 . . .
 sufficientFunds = bankLock.newCondition();
 }
 . . .
 private Condition sufficientFunds;
}
Nếu phương thức transfer() kiểm tra và thấy rằng nó chưa đủ tiền để chuyển thì nó sẽ gọi:
sufficientFunds.await();Lúc này nó sẽ nằm chờ thread khác chuyển tiền.
Có một sự khác nhau căn bản giữa một thread đang đợi để khóa (gọi phương thức lock() để đi vào vùng bảo vệ) và thread gọi phương thức await(). Nó sẽ không thể mở khóa khi đang nằm trong vùng khóa cho đến khi một thread khác gọi signalAll(). Một thread thực hiện xong việc chuyển tiền, nó nên gọi: sufficientFunds.signalAll() để mở khóa cho các thread đang nằm đợi thỏa mãn điều kiện đủ tiền. Một khi thread đã thoát khỏi tình trạng đợi do await() gây ra, nó sẽ được chạy tiếp và cố gắng đi vào vùng khóa và bắt đầu từ vị trí mà nó chờ đợi trước đó - vị trí gọi phương thức await() và kiểm tra lại điều kiện.
Một phương thức await() nên được gọi trong một vòng lặp đợi:
while (!(đủ tiền))
   condition.await();
Nếu không có thread nào gửi signalAll() thì thread đang đợi không có cách nào chạy tiếp được. Nếu tất cả các thread khác đều đang bị chặn, thread gọi await() không giả phóng tình trạng này cho một thread nào đó thì bản thân nó cũng bị chặn, chương trình sẽ bị treo.
Vấn đề là khi nào thì gọi signalAll()? Nguyên tắc chung là khi một thread hoàn thành việc thay đổi trạng thái đối tượng thì nó nên gọi signalAll(). Ở đây, sau khi cộng tiền vào cho tài khoản nhận và thì signalAll() sẽ được gọi. Việc gọi này sẽ giúp các thread cũng đang trong tình trạng chờ đợi này không bị chặn nữa và tiếp tục công việc với một giá trị tài khoản có thể đã bị thay đổi.
public void transfer(int from, int to, int amount)
{
 bankLock.lock();
 try
 {
 while (accounts[from] < amount)
 sufficientFunds.await();
 // Chuyển tiền
 . . .
 sufficientFunds.signalAll();
 }
 finally
 {
 bankLock.unlock();
 }
}
Chú ý là việc gọi signalAll() không phải là kích hoạt thread bị chặn ngay lập tức. Nó chỉ giải phóng tình trạng bị chặn của các thread khác cho đến khi nó kết thúc đoạn chương trình được bảo vệ. Một phương thức khác là sign() chỉ trao khóa cho một thread xác định thay vì tất cả. Một thread chỉ có thể gọi các phương thức signalAll(), sign() và await() trong vùng được bảo vệ.
Chúng ta có thể kết thúc phần này bằng một câu chuyện minh họa: Có 10 người cùng đến ngân hàng để chuyển tiền cho nhau, mỗi người chuyển cho một người khác trong số 9 người còn lại. Mỗi thời điểm ngân hàng chỉ chuyển tiền cho một người, người được gửi tiền sẽ được vào trong ngân hàng và giữ khóa cổng, 9 người khác phải chờ ngoài cổng. Nếu chẳng may người đang thực hiện chuyển số tiền lớn hơn anh ta có, anh ta sẽ đợi ở trong ngân hàng (gọi await()) và ném khóa ra ngoài cổng cho tất cả 9 người kia. Một trong số 9 người ngoài cổng sẽ được đi vào trong ngân hàng, thực hiện việc chuyển tiền. Sau khi chuyển xong, anh ta thông báo cho tất cả các anh khác đang phải đợi trong ngân hàng là mình vừa chuyển tiền (gọi signalAll()) rồi đi ra ngoài, sau đó những người đang đợi cũng quay ra cổng để đợi đến lượt vào. 
Bài tập
1. Viết một chương trình tạo một thread thực hiện việc giải một phương trình bậc 2 với các hệ số cho trước.
2. Viết chương trình song song với 10 thread để cộng 10000 số tự nhiên liên tiếp từ 1 đến 10000.
Phụ lục A. Các từ khóa của Java
Từ khóa
Ý nghĩa
abstract
Một lớp hoặc phương thức trừu tượng
assert
Được sử dụng để định vị lỗi nội bộ chương trình
boolean
Kiểu boolean
break
Thoát khỏi lệnh switch hoặc các vòng lặp
byte
Số nguyên 1 byte
case
Một lựa chon của switch
catch
Một mệnh đề của khối Try để bắt một ngoại lệ
char
Kiểu ký tự Unicode
class
Định nghĩa một class
const
Không được sử dụng
continue
Tiếp tục tại vị trí cuối vòng lặp hiện thời
default
Mệnh đề mặc định của switch
do
Phần trên của vòng lặp do/while 
double
Kiểu số thực floating-number 8 byte
else
Mệnh đề else của một lệnh if
extends
Xác định lớp cha của một lớp
final
Một hằng số, hoặc một lớp hay phương thức không thể bị khai báo chống.
finally
Một phần của khối try mà luôn được thực hiện
float
Số thực 4 byte
for
Một kiểu vòng lặp
goto
Không sử dụng
if
Một lệnh điều khiển rẽ nhánh
implements
Chỉ ra các interfaces mà lớp sẽ cài đặt.
import
Nhập một package
instanceof
Kiểm tra xem đối tượng có phải là biểu hiện của một lớp
int
Số nguyên 4 byte
interface
Một kiểu trừu tượng với các phương thức được cài đặt tại các class
long
Sô nguyên 8 byte
Native
a method implemented by the host system
new
Cấp phát vùng nhớ cho một đối tượng hoặc mảng mới
null
Một tham chiếu null
package
Một gói các lớp
private
a feature that is accessible only by methods of this class
protected
a feature that is accessible only by methods of this class, its children, and other classes in the same package
public
a feature that is accessible by methods of all classes
return
returns from a method
short
the 16-bit integer type
static
a feature that is unique to its class, not to objects of its class
strictfp
Use strict rules for floating-point computations
super
the superclass object or constructor
switch
a selection statement
synchronized
a method or code block that is atomic to a thread
this
the implicit argument of a method, or a constructor of this class
throw
throws an exception
tHRows
the exceptions that a method can throw
transient
marks data that should not be persistent 
try
a block of code that traps exceptions
void
denotes a method that returns no value
volatile
ensures that a field is coherently accessed by multiple threads 
while
a loop
Phụ lục B Một số hàm hay sử dụng
Hàm toán học, lớp java.lang.Math; {java.math.*;}
abs(number x): lấy |x|, x có thể là các kiểu long, int, float, double.
acos(double x) = arccos(x). x từ 0.0 ... PI
asin(double x) = arcsin(x). x từ -PI/2 ... PI/2
atan(double x) = arctag(x).
ceil(double x): làm cận trên hoặc cận dưới của số x.
cos(double x) = cos(x). x là radian.
exp(double x) = ex.
log(double x) = Ln(x).
max(number x, number y) = max{x, y}, trong đó x, y có thể là kiểu int, float, double, long.
min(number x, number y) = min{x, y}, trong đó x, y có thể là kiểu int, float, double, long.
pow(double x, double y) = xy.
random(): cho một số ngẫu nhiên trong [0.0, 1.0].
round(number x): làm tròn số x, nếu x là kiểu double thì thành kiểu long, nếu x là kiểu float thì thành kiểu int.
sin(double x) = sin(x).
sqrt(double x) = 
tan(double x) = tg(x).
Khi sử dụng ta phải dùng Math.tên_hàm.
b) Lớp String, khai báo java.lang.String;
String() : Khởi động một đối tượng chuỗi.
String(String s) : Khởi động một chuỗi bằng chuỗi s.
length() : trả về giá trị int là độ dài một chuỗi.
charAt(int i): trả về một ký tự thứ sau i.
indexOf(int ch): trả về vị trí trước của ký tự ch đầu tiên tìm thấy.
concat(String str): nối thêm chuỗi str vào sau.
toLowerCase(): thay đổi chuỗi thành chữ thường.
toUpperCase(): chuyển đổi chuỗi thành chữ HOA.
Lớp Date khai báo java.util.Date;
Date(): cho thứ, tháng, ngày, giờ, năm.
getDate(): trả về giá trị của ngày trong tháng.
getDay(): trả về giá trị int là thứ trong tuần, 0 = CN, 1 = mon, ..., 6 = Sat.
getMonth(): trả về giá trị int là tháng trong năm (0..11).
getYear(): trả về giá trị int là năm. Lấy mốc là 1900, năm thực = date.getYear()+1900.
getTime(): trả về là một số được tính theo giây đồng hồ.
getHours(): trả về giá trị int chỉ giờ trong ngày.
getMinutes(): trả về giá trị int chỉ phút trong giờ.
getSeconds(): trả về giá trị int chỉ giây đồng hồ trong phút.
setDate(int date) đặt lại ngày trong biến. date lấy giá trị từ 1..31
setMonth(int month): thay đổi giá trị tháng trong biến date. month có giá trị 0..11.
setYear(int year): thay đổi giá trị năm trong biến date. (year + 1900).
setHours(int hour): thay đổi giá trị giờ trong biến date.
setMinutes(int i): thay đổi giá trị phút trong biến date.
setSeconds(int i): thay đổi giá trị giây trong biến date.
Tài liệu tham khảo
[1] Deitel & Associates (2001), “Java, How to program”, fourth edition.
[2] Cay S. Horstmann, Gary Cornell (2004), “Core Java™ 2”, volume 1,2, Prentice Hall PTR
[3] David Reilly, Michael Reilly (2002), “Network Programming and Distributed Computing”, Addison Wesley