การใช้งาน การใช้ synchronized methods ในภาษา Java แบบง่ายๆ พร้อมตัวอย่าง

ในโลกของการพัฒนาแอปพลิเคชันด้วยภาษา Java, การเขียนโค้ดที่เกี่ยวข้องกับการทำงานหลาย ๆ ทาง (Multithreading) นั้นเป็นเรื่องที่มีความจำเป็นอย่างมาก การใช้ synchronized methods หรือ ฟังก์ชันที่มีการกำหนดให้เป็น 'synchronized' จะช่วยให้เราสามารถจัดการกับการเข้าถึง resources หรือ ข้อมูลร่วมกัน (shared resources) ได้อย่างปลอดภัย และป้องกันปัญหา concurrency เช่น race condition ซึ่งเป็นปัญหาที่เกิดขึ้นเมื่อมี thread หลาย ๆ อันพยายามจะเข้าถึง resource เดียวกันในเวลาเดียวกันนั่นเอง

ก่อนอื่นเรามาทำความเข้าใจกันว่า synchronized methods นั้นทำงานอย่างไร:

เมื่อคุณประกาศ method ใน Java ว่าเป็น synchronized, JVM (Java Virtual Machine) จะควบคุมการเข้าถึง method นั้นโดยการใช้ 'lock' หรือล็อกบน object ที่เป็นเจ้าของ method (หรือบนคลาส ถ้าเป็น static method) เมื่อมี thread ใดก็ตามเรียกใช้ synchronized method นั้น ๆ, thread นั้นจะจับล็อก (lock) และไม่มี thread อื่นสามารถเข้าถึงได้จนกว่าจะปล่อยล็อก (unlock) นั่นเอง

ต่อไปนี้คือตัวอย่างโค้ดที่ใช้ synchronized methods ในภาษา Java:

ตัวอย่างที่ 1: Synchronized Counter

 class Counter {
    private int count = 0;

    public synchronized void increment() {
        count++;
    }

    public synchronized int getCount() {
        return count;
    }
}

ในตัวอย่างนี้, เรามี class Counter ที่มี method increment และ getCount ที่ถูกประกาศเป็น synchronized. จะเห็นว่าเมื่อมี thread ประกาศเรียกใช้งาน method increment, จะไม่มี thread อื่นสามารถเรียกใช้งานด้วยพร้อมกันได้ จนกว่า thread แรกจะเสร็จสิ้นการทำงาน, ช่วยลดความเสี่ยงของปัญหา race condition เนื่องจากการเข้าถึงตัวแปร count นั้นมีการควบคุมได้ดี

ตัวอย่างที่ 2: Synchronized Banking Operations

 class BankAccount {
    private double balance;

    public BankAccount(double balance) {
        this.balance = balance;
    }

    public synchronized void deposit(double amount) {
        balance += amount;
    }

    public synchronized void withdraw(double amount) {
        if (balance >= amount) {
            balance -= amount;
        } else {
            throw new InsufficientFundsException("Not enough funds.");
        }
    }
}

ในตัวอย่างนี้, BankAccount มีสอง methods คือ deposit และ withdraw.ทั้งสองฟังก์ชันนี้เป็น synchronized เพื่อให้แน่ใจว่าการทำการธุรกรรมทางการเงินไม่จะโดน interrupted และสถานะของเงินในบัญชีจะถูกอัปเดตอย่างถูกต้อง

ตัวอย่างที่ 3: Synchronized Print Queue

 class PrintQueue {
    public synchronized void printJob(Object document) {
        // Code to initiate printing
        System.out.println("Printing document: " + document);
        // Simulate printing takes time
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
    }
}

class ThreadDemo extends Thread {
    private PrintQueue printQueue;

    public ThreadDemo(PrintQueue printQueue) {
        this.printQueue = printQueue;
    }

    public void run() {
        printQueue.printJob(new Object());
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        PrintQueue printQueue = new PrintQueue();

        ThreadDemo t1 = new ThreadDemo(printQueue);
        ThreadDemo t2 = new ThreadDemo(printQueue);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

ในตัวอย่างนี้, หากมีหลาย ๆ งานพิมพ์ที่ส่งไปยัง PrintQueue สิ่งสำคัญคือการพิมพ์หนึ่งงานให้เสร็จก่อนก่อนที่จะเริ่มพิมพ์งานถัดไป เพื่อที่ไม่ให้เกิดการรบกวนกันและถูกประมวลผลอย่างถูกต้องและมีระเบียบ

Usecase ในโลกจริง:

- โปรแกรมธนาคารออนไลน์ที่ต้องการควบคุมการเข้าถึงบัญชีเงินฝากในการทำธุรกรรมต่างๆ

- ระบบจัดการคิวพิมพ์ที่ต้องการให้มีการปริ้นท์เอกสารออกมาอย่างมีลำดับ

- แอปพลิเคชันที่จัดการการเข้าถึง resource ที่มีจำกัด เช่น การเชื่อมต่อฐานข้อมูลหรือการใช้ API

จากที่ได้อธิบายมาแล้วนั้น, การเรียนรู้และใช้ synchronized methods ในการพัฒนาแอปพลิเคชัน Java ช่วยให้โปรแกรมของเรามีการทำงานที่มั่นคงและปลอดภัยมากยิ่งขึ้น ที่ EPT หรือ Expert-Programming-Tutor, เรายินดีที่จะช่วยคุณศึกษาและจบความเข้าใจเกี่ยวกับการพัฒนาโปรแกรมที่มีหลาย threads และการใช้ synchronized อย่างถี่ถ้วน เพื่อให้คุณสามารถพัฒนาโปรแกรมได้อย่างมั่นใจและเป็นมืออาชีพ ลองพิจารณาเข้าร่วมหลักสูตรของเราและเพิ่มศักยภาพในการเขียนโค้ดด้วยมาตรฐานการพัฒนาที่สูงขึ้นได้เลยครับ!

หมายเหตุ: ข้อมูลในบทความนี้อาจจะผิด โปรดตรวจสอบความถูกต้องของบทความอีกครั้งหนึ่ง บทความนี้ไม่สามารถนำไปใช้อ้างอิงใด ๆ ได้ ทาง EPT ไม่ขอยืนยันความถูกต้อง และไม่ขอรับผิดชอบต่อความเสียหายใดที่เกิดจากบทความชุดนี้ทั้งทางทรัพย์สิน ร่างกาย หรือจิตใจของผู้อ่านและผู้เกี่ยวข้อง