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java基础——多线程（锁lock&&条件阻塞Condition）

2014-08-27 09:08 429 查看

一、Lock实现线程同步通信

1、Lock比传统线程模型中的synchronized方式更加面向对象，与生活中的锁类似，锁本身也应该是一个对象。两个线程执行的代码片段要实现同步互斥的效果，它们必须用同一个Lock对象。

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class Output{

//1、实例化一把锁，但Lock是个接口，要用ReentrantLock作为实现类

Lock lock = new ReentrantLock();

public void output1(String a){

 int len = a.length();

 lock.lock();//2、把所要锁起来的程序加锁

 try {

 for (int i = 0; i < len; i++) {

 System.out.print(a.charAt(i));//打印每个字母

 }

 } finally {

 lock.unlock(); //3、在finally里面打开锁

 }

 System.out.println();

}

2、读写锁：分为读锁和写锁，多个读锁不互斥，读锁与写锁互斥，这是由jvm自己控制的，你只要上好相应的锁即可。如果你的代码只读数据，可以很多人同时读，但不能同时写，那就上读锁；如果你的代码修改数据，只能有一个人在写，且不能同时读取，那就上写锁。总之，读的时候上读锁，写的时候上写锁！

1）下面是jdk配的Demo

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class CachedData {

 Object data;

 volatile boolean cacheValid;

 final ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();//读写锁实例



 void processCachedData() {

 rwl.readLock().lock(); //1、一开始假设有数据，上读锁

 if (!cacheValid) {//判断是否有数据，有跳2、；没有跳4、

 // Must release read lock before acquiring write lock

 rwl.readLock().unlock(); //4、解读锁上写锁

 rwl.writeLock().lock();

 try {

 // Recheck state because another thread might have

 // acquired write lock and changed state before we did.

 if (!cacheValid) {

 data = ... //5、写数据

 cacheValid = true;

 }

 // Downgrade by acquiring read lock before releasing write lock

 rwl.readLock().lock(); //6、上读锁，解写锁

 } finally {

 rwl.writeLock().unlock(); // Unlock write, still hold read

 }

 }



 try {

 use(data);// 2、有数据，直接读

 } finally {

 rwl.readLock().unlock();//3、读完，解锁

 }

 }

}

2）面试题：设计一个缓存系统（使用上面Demo的原理）

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public class CacheDemo {

 /**

 * 需求（面试题）：缓存系统(那一个数据，如果缓存有，直接在缓存取数据；如果没有，缓存就去找数据库，等你下次再找的时候我就可以直接给你)

 */

 // 1、创建一个Map，用于保存数据键值对

 private Map<String, Object> cache = new HashMap<String, Object>();



 public static void main(String[] args) {



 }



 // 定义一把读写锁

 private ReadWriteLock rw1 = new ReentrantReadWriteLock();





 public Object getData(String key) {

 rw1.readLock().lock();

 // 根据key得到一个Object

 Object value = null;

 try {

 value = cache.get(key);

 if (value == null) {

 rw1.readLock().unlock();

 rw1.writeLock().lock();

 try {

 if(value == null){ //注意要再次判断value的值，防止多个线程进来了，多次设值

 value = "bbbbb";

 }

 } finally {

 rw1.writeLock().unlock();

 }

 rw1.readLock().lock();

 }

 } finally {

 rw1.readLock().unlock();

 }

 return value;

 }

}

二、条件阻塞Condition的应用

1、在等待 Condition 时，允许发生“虚假唤醒”，这通常作为对基础平台语义的让步。对于大多数应用程序，这带来的实际影响很小，因为 Condition 应该总是在一个循环中被等待，并测试正被等待的状态声明。某个实现可以随意移除可能的虚假唤醒，但建议应用程序程序员总是假定这些虚假唤醒可能发生，因此总是在一个循环中等待。

2、一个锁内部可以有多个Condition，即有多路等待和通知，可以参看jdk1.5提供的Lock与Condition实现的可阻塞队列的应用案例，从中除了要体味算法，还要体味面向对象的封装。在传统的线程机制中一个监视器对象上只能有一路等待和通知，要想实现多路等待和通知，必须嵌套使用多个同步监视器对象。（如果只用一个Condition，两个放的都在等，一旦一个放的进去了，那么它通知可能会导致另一个放接着往下走。）
例子-面试题：定义三个线程，一个主线程，两个子线程。主线程循环2次，接着子线程1循环3次，接着子线程2循环4次，接着又回到主线程循环2次，如此循环5次。

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import java.util.concurrent.locks.Condition;

import java.util.concurrent.locks.Lock;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;



public class ConditionCommunication {

 /**

 * 需求:定义三个线程，一个主线程，两个子线程。主线程循环2次，接着子线程1循环3次，接着子线程2循环4次，接着又回到主线程循环2次，如此循环5次。

 */

 public static void main(String[] args) {



 final Business bus = new Business();





 new Thread(new Runnable() {

 @Override

 public void run() {

 for (int i = 1; i <= 4; i++) {

 bus.sub1(i);

 }

 }

 }).start();



 new Thread(new Runnable() {

 @Override

 public void run() {

 for (int i = 1; i <= 4; i++) {

 bus.sub2(i);

 }

 }

 }).start();



 for (int i = 1; i <= 4; i++) {

 bus.main(i);

 }

 }



 static class Business {

 private int isExcu = 1; //初始值为1，默认先让主线程执行

 Lock lock = new ReentrantLock();

 //定义三个Condition便于区分唤醒三个线程

 Condition conditionMain = lock.newCondition();

 Condition conditionSub1 = lock.newCondition();

 Condition conditionSub2 = lock.newCondition();



 public void sub1(int i) {

 lock.lock();

 try {

 while (isExcu !=2) { //执行值不为2，等待

 try {

 conditionSub1.await();

 } catch (InterruptedException e) {

 e.printStackTrace();

 }

 }

 for (int j = 1; j <= 2; j++) {

 System.out.println(" 子线程sub1 "

 + Thread.currentThread().getName() + " 正在输出 "

 + j + " in loop of " + i);

 isExcu = 3; //执行完sub1，赋值给isExcu，让sub2执行

 conditionSub2.signal();//唤醒sub2

 }

 } finally {

 lock.unlock();

 }

 }



 public void sub2(int i) {

 lock.lock();

 try {

 while (isExcu!=3) {//执行值不为3，本身就等待

 try {

 conditionSub2.await();

 } catch (InterruptedException e) {

 e.printStackTrace();

 }

 }

 for (int j = 1; j <= 3; j++) {

 System.out.println(" 子线程sub2 "

 + Thread.currentThread().getName() + " 正在输出 "

 + j + " in loop of " + i);

 isExcu = 1;//执行完sub2，赋值给isExcu，让main执行

 conditionMain.signal();//唤醒main

 }

 } finally {

 lock.unlock();

 }



 }



 public synchronized void main(int i) {

 lock.lock();

 try {

 while (isExcu!= 1) {//执行值不为1，本身就等待

 try {

 conditionMain.await();

 } catch (InterruptedException e) {

 e.printStackTrace();

 }

 }

 for (int k = 1; k <= 1; k++) {

 System.out.println(" 主线程 "

 + Thread.currentThread().getName() + " 正在输出 "

 + k + " in loop of " + i);

 isExcu = 2;//执行完main，赋值给isExcu，让sub1执行

 conditionSub1.signal();//唤醒sub1

 }

 } finally {

 lock.unlock();

 }

 }

 }

}

打印结果：

主线程 main 正在输出 1 in loop of 1

子线程sub1 Thread-0 正在输出 1 in loop of 1

子线程sub1 Thread-0 正在输出 2 in loop of 1

子线程sub2 Thread-1 正在输出 1 in loop of 1

子线程sub2 Thread-1 正在输出 2 in loop of 1

子线程sub2 Thread-1 正在输出 3 in loop of 1

主线程 main 正在输出 1 in loop of 2

子线程sub1 Thread-0 正在输出 1 in loop of 2

子线程sub1 Thread-0 正在输出 2 in loop of 2

子线程sub2 Thread-1 正在输出 1 in loop of 2

子线程sub2 Thread-1 正在输出 2 in loop of 2

子线程sub2 Thread-1 正在输出 3 in loop of 2

主线程 main 正在输出 1 in loop of 3

子线程sub1 Thread-0 正在输出 1 in loop of 3

子线程sub1 Thread-0 正在输出 2 in loop of 3

子线程sub2 Thread-1 正在输出 1 in loop of 3

子线程sub2 Thread-1 正在输出 2 in loop of 3

子线程sub2 Thread-1 正在输出 3 in loop of 3

主线程 main 正在输出 1 in loop of 4

子线程sub1 Thread-0 正在输出 1 in loop of 4

子线程sub1 Thread-0 正在输出 2 in loop of 4

子线程sub2 Thread-1 正在输出 1 in loop of 4

子线程sub2 Thread-1 正在输出 2 in loop of 4

子线程sub2 Thread-1 正在输出 3 in loop of 4

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标签： java基础 Condition

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