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线程高级篇-Lock锁和Condition条件

线程高级篇-Lock锁和Condition条件

作者: 小小少年Boy | 来源:发表于2018-07-18 11:17 被阅读0次

    原文:线程高级篇-Lock锁和Condition条件

    参考:Java并发编程实战P252

    浅谈Synchronized:

    synchronized是Java的一个关键字,也就是Java语言内置的特性,如果一个代码块被synchronized修饰了,当一个线程获取了对应的锁,执行代码块时,其他线程

    便只能一直等待,等待获取锁的线程释放锁,而获取锁的线程释放锁会有三种情况:

    1).获取锁的线程执行完该代码块,然后线程释放对锁的占有;

    2).线程执行发生异常,此时JVM会让线程自动释放锁;

    3).调用wait方法,在等待的时候立即释放锁,方便其他的线程使用锁.

    Lock的特性:

    1).Lock不是Java语言内置的;

    2).synchronized是在JVM层面上实现的,如果代码执行出现异常,JVM会自动释放锁,但是Lock不行,要保证锁一定会被释放,就必须将unLock放到finally{}中(手动释放);

    3).在资源竞争不是很激烈的情况下,Synchronized的性能要优于ReetarntLock,但是在很激烈的情况下,synchronized的性能会下降几十倍;

    4).ReentrantLock增加了锁:

    // 无条件的锁;
    a. void lock();
    
    //可中断的锁;
    b. void lockInterruptibly throws InterruptedException;
    //解释:使用ReentrantLock如果获取了锁立即返回,
    //如果没有获取锁,当前线程处于休眠状态,直到获得锁或者当前线程可以被别的线程中断去做其他的事情;
    //但是如果是synchronized的话,如果没有获取到锁,则会一直等待下去;
    
    //如果获取了锁立即返回true,如果别的线程正持有,立即返回false,不会等待;
    c. boolean tryLock();
    
    //如果获取了锁立即返回true,如果别的线程正持有锁,会等待参数给的时间,
    //在等待的过程中,如果获取锁,则返回true,如果等待超时,返回false;
    d. boolean tryLock(long timeout,TimeUnit unit);
    

    Condition的特性:

    1.Condition中的await()方法相当于Object的wait()方法,Condition中的signal()方法相当于Object的notify()方法,Condition中的signalAll()相当于Object的notifyAll()方法。不同的是,Object中的这些方法是和同步锁捆绑使用的;而Condition是需要与互斥锁/共享锁捆绑使用的。

    2.Condition它更强大的地方在于:能够更加精细的控制多线程的休眠与唤醒。对于同一个锁,我们可以创建多个Condition,在不同的情况下使用不同的Condition。

    例如,假如多线程读/写同一个缓冲区:当向缓冲区中写入数据之后,唤醒"读线程";当从缓冲区读出数据之后,唤醒"写线程";并且当缓冲区满的时候,"写线程"需要等待;当缓冲区为空时,"读线程"需要等待。

    如果采用Object类中的wait(), notify(), notifyAll()实现该缓冲区,当向缓冲区写入数据之后需要唤醒"读线程"时,不可能通过notify()或notifyAll()明确的指定唤醒"读线程",而只能通过notifyAll唤醒所有线程(但是notifyAll无法区分唤醒的线程是读线程,还是写线程)。 但是,通过Condition,就能明确的指定唤醒读线程。

    实例代码

    Task

    package ThreadSource.LockCondition;
    
    import java.util.LinkedList;
    import java.util.List;
    import java.util.concurrent.locks.Condition;
    import java.util.concurrent.locks.Lock;
    import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
    
    //显式的Condition对象 : 当使用显式的Lock和Condition时,也必须满足锁,条件谓词和条件变量之间的三元关系
    //内置的条件队列,Object中的wait、notify、notifyAll方法构成了内部条件队列的API 内置锁Synchronized
    public class Task
    {
        private final Lock lock = new ReentrantLock();
    
        //两个条件谓词 非满 非空
        //add数据
        private final Condition addCondition = lock.newCondition();
    
        //读取数据
        private final Condition subCondition = lock.newCondition();
    
        private static int num = 0;
    
        private List<String> lists = new LinkedList<>();
    
        public void put()
        {
            lock.lock();
            try
            {
                //阻塞直到非满
                //当集合已满,则"添加"线程等待
                while (lists.size() == 10)
                {
                    //写线程等待
                    addCondition.await();
                }
    
                num++;
                lists.add("add boy" + num);
                System.out.println("ADD:The lists size is " + lists.size());
                System.out.println("The Current Thread is " + Thread.currentThread().getName());
                System.out.println("******************************");
    
                //唤醒
                this.subCondition.signal();
    
    
            } catch (InterruptedException e)
            {
                e.printStackTrace();
            } finally
            {
                lock.unlock();
            }
        }
    
        public void take()
        {
            lock.lock();
            try
            {
                //阻塞直到非空
                //当集合为空时,"减少"线程等待
                while (lists.size() == 0)
                {
                    //当缓冲区为空时,"读线程"需要等待。
                    subCondition.await();
                }
    
                String str = lists.get(0);
                lists.remove(0);
                System.out.println("SUB:The Boy is [" + str + "]");
                System.out.println("The current thread is " + Thread.currentThread().getName());
                System.out.println("************************");
                num--;
                addCondition.signal();
    
            } catch (InterruptedException e)
            {
                e.printStackTrace();
            } finally
            {
                lock.unlock();
            }
        }
    }
    

    AddThread

    package ThreadSource.LockCondition;
    
    public class AddThread implements Runnable
    {
        private Task task;
    
        public AddThread(Task task)
        {
            this.task = task;
        }
    
        @Override
        public void run()
        {
            task.put();
        }
    }
    

    SubThread

    package ThreadSource.LockCondition;
    
    public class SubThread implements Runnable
    {
        private Task task;
    
        public SubThread(Task task)
        {
            this.task = task;
        }
    
        @Override
        public void run()
        {
            task.take();
        }
    }
    

    TestLock

    package ThreadSource.LockCondition;
    
    public class TestLock
    {
        public static void main(String[] args)
        {
            Task task = new Task();
    
            Thread t1 = new Thread(new Runnable()
            {
                @Override
                public void run()
                {
                    task.put();
                }
            });
            Thread t3 = new Thread(new AddThread(task));
            Thread t7 = new Thread(new AddThread(task));
            Thread t8 = new Thread(new AddThread(task));
            Thread t2 = new Thread(new SubThread(task));
            Thread t4 = new Thread(new SubThread(task));
            Thread t5 = new Thread(new SubThread(task));
            Thread t6 = new Thread(new SubThread(task));
    
            t1.start();
            t2.start();
            t3.start();
            t4.start();
            t5.start();
            t6.start();
            t7.start();
            t8.start();
        }
    }
    

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