Độ Đồng Thời trong Phát Triển Ứng Dụng Android

Khi phát triển ứng dụng Android, các lập trình viên thường phải đối mặt với những thách thức trong việc quản lý độ đồng thời (concurrency) trong quá trình xử lý các tác vụ nền, gửi yêu cầu mạng và cập nhật giao diện người dùng. Bài viết này sẽ cung cấp một cái nhìn sâu sắc về các phương pháp quan trọng nhằm quản lý độ đồng thời một cách hiệu quả.

1. Synchronized

Khái Niệm

Từ khóa Synchronized đảm bảo rằng tại một thời điểm, chỉ có một luồng (Thread) được phép truy cập vào một đoạn mã bảo vệ (Critical Sections). Điều này rất quan trọng trong việc bảo vệ dữ liệu khi nhiều luồng cùng cố gắng đọc và ghi thông tin cùng một lúc.

class FileManager {
    @Volatile private var isWriting = false

    @Synchronized
    fun writeToFile(data: String) {
        isWriting = true
        // Ghi dữ liệu vào file
        isWriting = false
    }
}

Trong ví dụ trên, chỉ có một Thread có thể sử dụng hàm writeToFile để ghi dữ liệu vào file tại một thời điểm.

Các Trường Hợp Sử Dụng

1. Bảo Vệ Tài Nguyên Chia Sẻ: Giúp ngăn chặn sự hỏng hóc dữ liệu khi nhiều luồng cần truy cập và sửa đổi tài nguyên chia sẻ.
2. Cập Nhật Giao Diện Người Dùng An Toàn: Đảm bảo các cập nhật cho giao diện người dùng từ luồng nền diễn ra một cách an toàn.
3. Tạo Thành Phần Có Thể Tái Sử Dụng: Giúp tạo ra các thành phần lập trình an toàn có thể được sử dụng ở nhiều nơi trong ứng dụng.

2. Volatile

Khái Niệm

Biến Volatile đảm bảo rằng các thay đổi từ một Thread sẽ ngay lập tức được phản ánh cho tất cả các Thread khác. Điều này đảm bảo dữ liệu luôn đồng bộ giữa các luồng mà không giới hạn quyền truy cập.

@Volatile
private var downloadCompleted = false

fun downloadData() {
    // Tải dữ liệu trong luồng nền
    downloadCompleted = true
}

fun checkDownloadStatus(): Boolean {
    return downloadCompleted
}

Khi sử dụng biến cờ downloadCompleted, thông tin về trạng thái tải dữ liệu luôn được cập nhật và dễ dàng kiểm tra từ UI thread.

Các Trường Hợp Sử Dụng

1. Giao Tiếp Giữa Các Luồng: Thông báo sự kiện hoặc tình trạng ứng dụng giữa các luồng khác nhau.
2. Kiểm Tra Trạng Thái Nhanh: Giúp xác định nhanh chóng liệu một hoạt động có đang hoạt động hay không.

3. Atomic

Khái Niệm

Các phép toán Atomic thực hiện hoạt động với mức độ nguyên tử, đảm bảo rằng một thao tác sẽ không thể bị gián đoạn bởi bất kỳ thao tác nào khác.

val counter = AtomicInteger(0)

fun incrementCounterAtomically() {
    counter.incrementAndGet()
}

Trong ví dụ trên, thao tác tăng giá trị biến counter sẽ không bị ảnh hưởng bởi các luồng khác, giúp loại bỏ tình trạng race condition.

Các Trường Hợp Sử Dụng

1. Cập Nhật Dữ Liệu Chính Xác: Ngăn cản tình trạng cạnh tranh giữa các luồng trong việc cập nhật dữ liệu.
2. Tối Ưu Hiệu Suất: Sử dụng Atomic giúp cải thiện hiệu quả khi làm việc với nhiều luồng.
3. Lập Trình Bất Đồng Bộ: Kết hợp với Coroutine để cập nhật dữ liệu một cách an toàn trong lập trình bất đồng bộ.

Kết Luận

Lập trình độ đồng thời là một kỹ năng quan trọng nhưng cũng đầy thách thức. Việc chọn lựa phương pháp quản lý độ đồng thời phù hợp với ứng dụng và thuật toán cụ thể là cần thiết để đảm bảo hiệu suất và sự an toàn cho luồng.
source: viblo