多線程中Condition的使用

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JDK原話,假定有一個綁定的緩衝區,它支持 put 和 take 方法。如果試圖在空的緩衝區上執行 take 操作,則在某一個項變得可用之前,線程將一直阻塞;如果試圖在滿的緩衝區上執行 put 操作,則在有空間變得可用之前,線程將一直阻塞。我們喜歡在單獨的等待 set 中保存 put 線程和 take 線程,這樣就可以在緩衝區中的項或空間變得可用時利用最佳規劃,一次只通知一個線程。可以使用兩個 Condition 實例來做到這一點。 

 這裏爲什麼要寫上notFull和notEmpty,而不是直接使用一個變量來進行操作,因爲兩個notFull和notEmpty分別控制生產線程和消費線程,這樣在喚醒的時候就會喚醒其中一類線程,如果只有一個實例的話那會喚醒阻塞隊列中的一個線程,那麼會讓兩類線程都進行爭奪資源

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  1. import java.util.concurrent.locks.Condition;  
  2. import java.util.concurrent.locks.Lock;  
  3. import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;  
  4. //有限緩存使用顯示的條件變量,  
  5. public class ConditionBoundedBuffer<T> {  
  6.     protected final Lock lock = new ReentrantLock();  
  7.     //條件謂詞,notFull(count < items.length)  
  8.     private final Condition notFull = lock.newCondition();  
  9.     //條件謂詞,notEmpty(count > 0)  
  10.     private final Condition notEmpty = lock.newCondition();  
  11.     private final int BUFFER_SIZE = 10;  
  12.     //基於隊列的循環緩存  
  13.     private final T[] items = (T[])new Object[BUFFER_SIZE];  
  14.     private int tail,head,count;  
  15.       
  16.     //阻塞,直到:notFull  
  17.     public void put(T x) throws InterruptedException{  
  18.         lock.lock();  
  19.         try{  
  20.             while(count == items.length){  
  21.                 notFull.await();//這個對象鎖是lock,而非是調用該方法的對象了,如果不使用lock.lock(),而直接在該方法上加上synchronized會拋出異常  
  22.             }  
  23.             items[tail] = x;  
  24.             if(++tail == items.length){  
  25.                 tail = 0;  
  26.             }  
  27.             ++count;  
  28.             notEmpty.signal();  
  29.         }finally{  
  30.             lock.unlock();  
  31.         }  
  32.     }  
  33.     //阻塞,直到:notEmpty  
  34.     public T take() throws InterruptedException{  
  35.         lock.lock();  
  36.         try{  
  37.             while(count == 0){  
  38.                 notEmpty.await();  
  39.             }  
  40.             T x = items[head];  
  41.             items[head] = null;  
  42.             if(++head == items.length){  
  43.                 head = 0;  
  44.             }  
  45.             --count;  
  46.             notFull.signal();  
  47.             return x;  
  48.         }finally{  
  49.             lock.unlock();  
  50.         }  
  51.     }  
  52. }  

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  1. import java.util.concurrent.locks.Condition;  
  2. import java.util.concurrent.locks.Lock;  
  3. import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;  
  4.   
  5. //使用lock實現的計數信號量  
  6. //這並不是Semaphore的真正實現,而是繼承AbstractQueuedSynchronizer實現的  
  7. public class SemaphoreOnLock {  
  8.     private final Lock lock = new ReentrantLock();  
  9.     //條件謂詞:permitsAvailable (permits > 0)  
  10.     private final Condition permitsAvailable = lock.newCondition();  
  11.     private int permits;  
  12.       
  13.     SemaphoreOnLock(int initialPermits){  
  14.         lock.lock();  
  15.         try{  
  16.             permits = initialPermits;  
  17.         }finally{  
  18.             lock.unlock();  
  19.         }  
  20.     }  
  21.     //阻塞,直到:permitsAvailable  
  22.     public void acquire() throws InterruptedException{  
  23.         lock.lock();  
  24.         try{  
  25.             while(permits <= 0){  
  26.                 permitsAvailable.await();  
  27.             }  
  28.             --permits;  
  29.         }finally{  
  30.             lock.unlock();  
  31.         }  
  32.     }  
  33.     public void release(){  
  34.         lock.lock();  
  35.         try{  
  36.             ++permits;  
  37.             permitsAvailable.signal();  
  38.         }finally{  
  39.             lock.unlock();  
  40.         }  
  41.     }  
  42. }  
對SemaphoreOnLock類進行測試

[java] view plain copy
  1. import java.util.concurrent.TimeUnit;  
  2. public class SemaphoreTest implements Runnable{  
  3.     SemaphoreOnLock sema = new SemaphoreOnLock(3);  
  4.     public static void main(String[] args) {  
  5.         SemaphoreTest test = new SemaphoreTest();  
  6.         for(int i=0; i<10; i++){  
  7.             new Thread(test).start();  
  8.         }  
  9.     }  
  10.   
  11.     @Override  
  12.     public void run() {  
  13.         test();  
  14.     }  
  15.   
  16.     private void test() {  
  17.         try {  
  18.             sema.acquire();  
  19.         } catch (InterruptedException e1) {  
  20.             e1.printStackTrace();  
  21.         }  
  22.         for(int i=1; i<=3; i++){  
  23.             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"#執行:"+i);  
  24.             try {  
  25.                 TimeUnit.SECONDS.sleep(1);  
  26.             } catch (InterruptedException e) {  
  27.                 e.printStackTrace();  
  28.             }  
  29.         }  
  30.         sema.release();  
  31.     }  
  32.     /** 
  33.      * 運行結果: 
  34.      *  當前還有3個許可.. 
  35.         當前還有2個許可.. 
  36.         Thread-2#執行:1 
  37.         當前還有1個許可.. 
  38.         Thread-3#執行:1 
  39.         Thread-0#執行:1 
  40.         Thread-2#執行:2 
  41.         Thread-0#執行:2 
  42.         Thread-3#執行:2 
  43.         Thread-2#執行:3 
  44.         Thread-0#執行:3 
  45.         Thread-3#執行:3 
  46.         當前還有2個許可.. 
  47.         Thread-5#執行:1 
  48.         當前還有1個許可.. 
  49.         Thread-7#執行:1 
  50.         當前還有1個許可.. 
  51.         Thread-9#執行:1 
  52.         Thread-5#執行:2 
  53.         Thread-7#執行:2 
  54.         Thread-9#執行:2 
  55.      */  
  56. }  

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