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多线程编程-- part 5.2 JUC锁之Condition条件

时间:2017-05-31 12:11:05      阅读:190      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:rac   控制   共享   sign   items   out   int   而且   nal   

 

 

 

 

 

1.Condition介绍

  Condition的作用是对锁进行更精确的控制。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wait(),notify(),notifyAll()方法是和"同步锁"(synchronized关键字)捆绑使用的;而Condition是需要与"互斥锁"/"共享锁"捆绑使用的。

 

2.Condition函数列表

// 造成当前线程在接到信号或被中断之前一直处于等待状态。
void await()
// 造成当前线程在接到信号、被中断或到达指定等待时间之前一直处于等待状态。
boolean await(long time, TimeUnit unit)
// 造成当前线程在接到信号、被中断或到达指定等待时间之前一直处于等待状态。
long awaitNanos(long nanosTimeout)
// 造成当前线程在接到信号之前一直处于等待状态。
void awaitUninterruptibly()
// 造成当前线程在接到信号、被中断或到达指定最后期限之前一直处于等待状态。
boolean awaitUntil(Date deadline)
// 唤醒一个等待线程。
void signal()
// 唤醒所有等待线程。
void signalAll()

3.Condition示例

(1)通过Object的wait(),notify()来演示线程休眠/唤醒

(2)是通过Condition的await(), signal()来演示线程的休眠/唤醒功能。
(3)是通过Condition的高级功能。

示例1:

public class testHello {

    public static void main(String[] args) {

        ThreadA ta = new ThreadA("ta");

        synchronized(ta) { // 通过synchronized(ta)获取“对象ta的同步锁”
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" start ta");
                ta.start();

                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" block");
                ta.wait();    // 等待

                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" continue");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    static class ThreadA extends Thread{

        public ThreadA(String name) {
            super(name);
        }

        public void run() {
            synchronized (this) { // 通过synchronized(this)获取“当前对象的同步锁”
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" wakup others");
                notify();    // 唤醒“当前对象上的等待线程”
            }
        }
    }
}

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示例2:

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class ConditionTest1 {
        
    private static Lock lock = new ReentrantLock();
    private static Condition condition = lock.newCondition();

    public static void main(String[] args) {

        ThreadA ta = new ThreadA("ta");

        lock.lock(); // 获取锁
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" start ta");
            ta.start();

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" block");
            condition.await();    // 等待

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" continue");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();    // 释放锁
        }
    }

    static class ThreadA extends Thread{

        public ThreadA(String name) {
            super(name);
        }

        public void run() {
            lock.lock();    // 获取锁
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" wakup others");
                condition.signal();    // 唤醒“condition所在锁上的其它线程”
            } finally {
                lock.unlock();    // 释放锁
            }
        }
    }
}

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Condition:

  Condition除了支持上面的功能之外,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。

class BoundedBuffer {
    final Lock lock = new ReentrantLock();
    final Condition notFull  = lock.newCondition();
    final Condition notEmpty = lock.newCondition();

    final Object[] items = new Object[5];
    int putptr, takeptr, count;

    public void put(Object x) throws InterruptedException {
        lock.lock();    //获取锁
        try {
            // 如果“缓冲已满”,则等待;直到“缓冲”不是满的,才将x添加到缓冲中。
            while (count == items.length)
                notFull.await();
            // 将x添加到缓冲中
            items[putptr] = x;
            // 将“put统计数putptr+1”;如果“缓冲已满”,则设putptr为0。
            if (++putptr == items.length) putptr = 0;
            // 将“缓冲”数量+1
            ++count;
            // 唤醒take线程,因为take线程通过notEmpty.await()等待
            notEmpty.signal();

            // 打印写入的数据
            System.out.print(Thread.currentThread().getName() + " put  ");
            for(int i = 0; i < items.length; i++) {
                System.out.print(items[i] + "  ");
            }
            System.out.println("\n");
        } finally {
            lock.unlock();    // 释放锁
        }
    }

    public Object take() throws InterruptedException {
        lock.lock();    //获取锁
        try {
            // 如果“缓冲为空”,则等待;直到“缓冲”不为空,才将x从缓冲中取出。
            while (count == 0)
                notEmpty.await();
            // 将x从缓冲中取出
            Object x = items[takeptr];
            items[takeptr] = null;
            // 将“take统计数takeptr+1”;如果“缓冲为空”,则设takeptr为0。
            if (++takeptr == items.length) takeptr = 0;
            // 将“缓冲”数量-1
            --count;
            // 唤醒put线程,因为put线程通过notFull.await()等待
            notFull.signal();

            // 打印取出的数据
            System.out.print(Thread.currentThread().getName() + " take ");
            for(int i = 0; i < items.length; i++) {
                System.out.print(items[i] + "  ");
            }
            System.out.println("\n");
            return x;
        } finally {
            lock.unlock();    // 释放锁
        }
    }
}

public class testHello {
    private static BoundedBuffer bb = new BoundedBuffer();

    static class PutThread extends Thread {
        private int num;
        public PutThread(String name, int num) {
            super(name);
            this.num = num;
        }
        public void run() {
            try {
                Thread.sleep(1);    // 线程休眠1ms
                bb.put(num);        // 向BoundedBuffer中写入数据
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }
    }

    static class TakeThread extends Thread {
        public TakeThread(String name) {
            super(name);
        }
        public void run() {
            try {
                Thread.sleep(10);                    // 线程休眠1ms
                Integer num = (Integer)bb.take();    // 从BoundedBuffer中取出数据
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 启动10个“写线程”,向BoundedBuffer中不断的写数据(写入0-9);
        // 启动10个“读线程”,从BoundedBuffer中不断的读数据。
        for (int i=0; i<10; i++) {
            new PutThread("p"+i, i).start();
            new TakeThread("t"+i).start();
        }
    }

}

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结果说明:

(1) BoundedBuffer 是容量为5的缓冲,缓冲中存储的是Object对象,支持多线程的读/写缓冲。多个线程操作“一个BoundedBuffer对象”时,它们通过互斥锁lock对缓冲区items进行互斥访问;而且同一个BoundedBuffer对象下的全部线程共用“notFull”和“notEmpty”这两个Condition。
       notFull用于控制写缓冲,notEmpty用于控制读缓冲。当缓冲已满的时候,调用put的线程会执行notFull.await()进行等待;当缓冲区不是满的状态时,就将对象添加到缓冲区并将缓冲区的容量count+1,最后,调用notEmpty.signal()缓冲notEmpty上的等待线程(调用notEmpty.await的线程)。 简言之,notFull控制“缓冲区的写入”,当往缓冲区写入数据之后会唤醒notEmpty上的等待线程。
       同理,notEmpty控制“缓冲区的读取”,当读取了缓冲区数据之后会唤醒notFull上的等待线程。
(2) 在ConditionTest2的main函数中,启动10个“写线程”,向BoundedBuffer中不断的写数据;同时,也启动10个“读线程”,从BoundedBuffer中不断的读数据。

多线程编程-- part 5.2 JUC锁之Condition条件

标签:rac   控制   共享   sign   items   out   int   而且   nal   

原文地址:http://www.cnblogs.com/jijiji/p/6922912.html

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