基于Java实现的火车票抢票并发数据结构处理

清疚 2024-03-26 12:17 83阅读 0赞

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## 1 并发数据结构 ##

### 抽象模型 ###

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如图一所示，蓝色矩形代表火车，其上橙色的方块代表火车上的每个座位（因为查询、 购买、退票的三个方法都没有关于车厢的参数，所以我们在数据抽象时可以不用考虑火车的 车厢数，而将整个火车视为一个车厢），橙色方块上的第 i 个青色方块代表该座位在站点 i(i<stationNum)和站点 i+1 站点之间的路程被占用的情况。

### 数据结构 ###

最重要的数据结构其实是 Seat 类。

class Seat {
     private Lock lock;//可重入锁
     private BitMap bitmap;//图一中的青色方块
    }

Seat 类上的 BitMap 类。

class BitMap {
     private AtomicLongArray map;//记录座位在哪些区间被占用
    }

map 对象用来记录座位在哪些区间被占用。

#### 查询 ####

查询时遍历所有座位，检查其中的 AtomicLongArray 对象 map 来判断该座位是否满足 满足要求。 查询是对座位的 atomic 对象 map 进行查询，该方法是无等待的。

#### 购买 ####

购票时系统在阈值次数内采用随机分配的方式产生车票，并对该车票进行检查，即查询 该车票是否可购买，如果可购买，则对该座位进行加锁（lock），之后再重复一次检查，若依 旧可购买，则对该 Seat 上的 bitmap 进行更改，之后解锁，其中的任何一步失败则重新随机 产生车票。如果随机购票次数超出了设定的阈值，则遍历本车所有的座位，直到购票成功， 或者由于无票而返回。 购票时用了锁，该方法是无死锁但可能饥饿。

#### 退票 ####

退票时先检查想要退的车票是否合法。若合法，则修改该 Seat 上的 AtomicLongArray 对象 map。 退票是对座位的 atomic 对象 map 进行操作，该方法是无等待的。

### 2 多线程测试程序 ###

按照查询，购票，退票的比例，随机产生请求并统计每一次请求所需的平均时间和总的 吞吐量

### 3 系统的正确性和性能 ###

正确性 单线程测试使用老师提供的工具，测试结果为通过。 多线程测试使用“计算所胡起”同学的多线程测试程序。结果如图二所示，通过

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性能

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测试设备课程所用服务器。  
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