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[Java教程]java 线程 Lock 锁使用Condition实现线程的等待(await)与通知(signal)


一、Condition 类

  在前面我们学习与synchronized锁配合的线程等待(Object.wait)与线程通知(Object.notify),那么对于JDK1.5 的 java.util.concurrent.locks.ReentrantLock 锁,JDK也为我们提供了与功能相应的类java.util.concurrent.locks.Condition。Condition与重入所,通过lock.newCondition()方法产生一个与当前重入锁绑定的Condtion实例,我们通知该实例来控制线程的等待与通知。该接口的所有方法:

public interface Condition {   //使当前线程加入 await() 等待队列中,并释放当锁,当其他线程调用signal()会重新请求锁。与Object.wait()类似。  void await() throws InterruptedException;  //调用该方法的前提是,当前线程已经成功获得与该条件对象绑定的重入锁,否则调用该方法时会抛出IllegalMonitorStateException。  //调用该方法后,结束等待的唯一方法是其它线程调用该条件对象的signal()或signalALL()方法。等待过程中如果当前线程被中断,该方法仍然会继续等待,同时保留该线程的中断状态。   void awaitUninterruptibly();  // 调用该方法的前提是,当前线程已经成功获得与该条件对象绑定的重入锁,否则调用该方法时会抛出IllegalMonitorStateException。  //nanosTimeout指定该方法等待信号的的最大时间(单位为纳秒)。若指定时间内收到signal()或signalALL()则返回nanosTimeout减去已经等待的时间;  //若指定时间内有其它线程中断该线程,则抛出InterruptedException并清除当前线程的打断状态;若指定时间内未收到通知,则返回0或负数。   long awaitNanos(long nanosTimeout) throws InterruptedException;  //与await()基本一致,唯一不同点在于,指定时间之内没有收到signal()或signalALL()信号或者线程中断时该方法会返回false;其它情况返回true。  boolean await(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;  //适用条件与行为与awaitNanos(long nanosTimeout)完全一样,唯一不同点在于它不是等待指定时间,而是等待由参数指定的某一时刻。  boolean awaitUntil(Date deadline) throws InterruptedException;    //唤醒一个在 await()等待队列中的线程。与Object.notify()相似  void signal();  //唤醒 await()等待队列中所有的线程。与object.notifyAll()相似  void signalAll();}

二、使用

1、await()  等待  与 singnal()通知

 1 package com.jalja.org.base.Thread; 2  3 import java.util.concurrent.TimeUnit; 4 import java.util.concurrent.locks.Condition; 5 import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; 6  7 /** 8  * Condition 配合Lock 实现线程的等待 与通知 9 */10 public class ConditionTest{11   public static ReentrantLock lock=new ReentrantLock();12   public static Condition condition =lock.newCondition();13   public static void main(String[] args) {14     new Thread(){15       @Override16       public void run() {17         lock.lock();//请求锁18         try{19           System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"==》进入等待");20           condition.await();//设置当前线程进入等待21         }catch (InterruptedException e) {22           e.printStackTrace();23         }finally{24           lock.unlock();//释放锁25         }26         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"==》继续执行");27       }  28     }.start();29     new Thread(){30       @Override31       public void run() {32         lock.lock();//请求锁33         try{34           System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=》进入");35           Thread.sleep(2000);//休息2秒36           condition.signal();//随机唤醒等待队列中的一个线程37           System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"休息结束");38         }catch (InterruptedException e) {39           e.printStackTrace();40         }finally{41           lock.unlock();//释放锁42         }43       }  44     }.start();45   }46 }

 

执行结果:

Thread-0==》进入等待Thread-1=》进入Thread-1休息结束Thread-0==》继续执行

流程:在调用await()方法前线程必须获得重入锁(第17行代码),调用await()方法后线程会释放当前占用的锁。同理在调用signal()方法时当前线程也必须获得相应重入锁(代码32行),调用signal()方法后系统会从condition.await()等待队列中唤醒一个线程。当线程被唤醒后,它就会尝试重新获得与之绑定的重入锁,一旦获取成功将继续执行。所以调用signal()方法后一定要释放当前占用的锁(代码41行),这样被唤醒的线程才能有获得锁的机会,才能继续执行。

三、JDK中对Condition 的使用

  我们来看看java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;

  基于数组的阻塞队列实现,在ArrayBlockingQueue内部,维护了一个定长数组,以便缓存队列中的数据对象,这是一个常用的阻塞队列,除了一个定长数组外,ArrayBlockingQueue内部还保存着两个整形变量,分别标识着队列的头部和尾部在数组中的位置。

  看看他的put方法:

 public void put(E e) throws InterruptedException {    checkNotNull(e);//对传入元素的null判断    final ReentrantLock lock = this.lock;    lock.lockInterruptibly();//对put()方法做同步    try {      while (count == items.length)//如果队列已满        notFull.await();//让当前添加元素的线程进入等待状态      insert(e);// 如果有其他线程调用signal() 通知该线程 ,则进行添加行为    } finally {      lock.unlock();//释放锁    }  }    private E extract() {    final Object[] items = this.items;    E x = this.<E>cast(items[takeIndex]);    items[takeIndex] = null;    takeIndex = inc(takeIndex);    --count;    notFull.signal();//唤醒一个在Condition等待队列中的线程    return x;  }