`
DavidIsOK
  • 浏览: 73875 次
社区版块
存档分类
最新评论

java线程(三):线程同步ReentrantLock,condition(await,signal)

    博客分类:
  • java
阅读更多

(三)线程同步ReentrantLockconditionawait,signal

一.synchronizedReentrantLock 故事

1. 我们前面(二)java 的线程同步(synchronized ,wait,notify讲了synchronized的同步方法,java 就是这么神奇,这里又有一个同步的方法!当然,长江后浪推前浪,后者肯定比前者是由优越之处的。

先看看 synchronized 的一些限制: 
     1.1 
:无法中断正在等候获取一个锁的线程 
     1.2 
:无法通过投票得到一个锁 
     1.3 
:释放锁的操作只能与获得锁所在的代码块中进行,无法在别的代码块中释放锁 

 

 ReentrantLock 实现了 Lock ,它拥有与 synchronized 相同的并发性和内存语义,但是添加了类似锁投票定时锁等候可中断锁等候的一些特性。此外,它还提供了在激烈争用情况下更佳的性能。

定时锁等候:设置定时等候之后,在这个等候时间内如果没有获得这个锁,这个线程就会自己中断。

可中断锁等候:就是线程等候可以自己中断也可以别人中断。

锁投票:这个不太懂,有懂的大牛给提示一下,我到时引用到博文里面来(会注明作者的)。

 

二.ReentrantLock 的简单用法:

       1.lock() unlock()ReentrantLock手动获取和释放锁,一般放在try catch 块中。如下所示

class X {
   private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
   // ...
 
   public void m() {
     lock.lock();  // block until condition holds
     try {
       // ... 同步的代码
     } finally {
       lock.unlock()
     }
   }
 }

 

    2.既然有锁,那多个线程下面的阻塞注明做到呢?这就需要用到Condiction类了,这个类的作用就相当于给ReentrantLock加类似synchronizedwait,notify方法,不过它更强大!它的await可以有条件的等待,比如定时等待等用法,为方便比较,我结合前面synchronized的例子改一下,例子如下所示:

 

package com.hxw.Threads;

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

public class ProducerConsumeGameLock {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		Bucket bucket = new Bucket(); // 构造篮子
		new Thread(new Producer(bucket),"Producer线程").start();
		new Thread(new Consumer(bucket),"Consumer线程").start();
	}

}

final class Consumer implements Runnable {
	private Bucket bucket;

	public Consumer(Bucket bucket) {
		this.bucket = bucket;
	}

	@Override
	public void run() {
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			bucket.get();
		}
	}

}

final class Producer implements Runnable {
	private Bucket bucket;

	public Producer(Bucket bucket) {
		this.bucket = bucket;
	}

	@Override
	public void run() {
		for (int i = 0; i < 10; i++) { // 来回十次交易
			bucket.put((int) (Math.random() * 1000));
		}
	}
}

class Bucket {
	private int packOdBalls;
	private boolean available = false;
	private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
	private Condition noBull = lock.newCondition();
	private Condition fullBull = lock.newCondition();

	public int get() { // 消费者从篮子里面取出球
		lock.lock();
		try {
			while (available == false) { // 如果没有就等着,但是为什么不是if呢?后面会做解析
				System.out.println("消费者:暂时没有球可以消费我就等着...");
				noBull.await(); // wait();
			}
			System.out.println("消费者获得了" + packOdBalls + "个球");
			available = false;
			System.out.println("持有消费线程数: "+lock.getHoldCount());
			fullBull.signal(); // notify();
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			lock.unlock();
		}
		// 有的话就取出来
		return packOdBalls;
	}

	public synchronized void put(int packOdBalls) { // 生产者将生产球并放入到篮子里面
		lock.lock();
		try {
			while (available) {
				System.out.println("生产者:既然篮子里面已经有球了我就消费完了再生产吧!");
				fullBull.await(); // wait();
			}
			this.packOdBalls = packOdBalls;
			available = true;
			System.out.println("生产者放进去了" + packOdBalls + "个球");
			noBull.signal(); // notify();
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			lock.unlock();
		}

	}

}

 

【运行结果与前面一样,需要看的可以戳文章头的链接】

 

三.ReentrantLock的方法

  1. public boolean tryLock():

仅在调用时锁未被另一个线程保持的情况下,才获取该锁。 这个方法会完全忽略公平策略,理解trylock的意思就知道了,就是“努力试着去锁”,所以一旦这个锁没有线程持有,他就抢占了!

2. public boolean tryLock(long timeout,TimeUnit unit):

如果锁在给定等待时间内没有被另一个线程保持,且当前线程未被中断,则获取该锁。说的详细点如果超出了指定的等待时间,则返回值为 false。如果该锁没有被另一个线程保持,并且立即返回 true 值,则将锁的保持计数设置为 1。如果为了使用公平的排序策略,已经设置此锁,并且其他线程都在等待该锁,则不会 获取一个可用的锁。这与 tryLock() 方法相反。如果想使用一个允许闯入公平锁的定时 tryLock,那么可以将定时形式和不定时形式组合在一起:

if (lock.tryLock() || lock.tryLock(timeout, unit) ) { ... }

注意:有的人可能不理解这两个参数,其实就是前面是数词,后面是量词(SECONDHOUR等等)

3. public int getHoldCount()查询当前线程保持此锁的次数。

4. public boolean isLocked()查询此锁是否由任意线程保持。

等等还有很多方法,这些查询方法都只能叫监控方法,因为线程无时无刻不在变化,可能返回这个值的下一纳秒,这个值就变了

5.还有一个构造方法:

public ReentrantLock(boolean fair)

创建一个具有给定公平策略的 ReentrantLock

 

四.Condition方法一览

1.await():

让当前线程一直处于等待状态,直到唤醒或中断。需要注意的是,这里说的是当前线程,这个“当前”指的是这个await所属Condition对象的线程创建者,这一点从上面的源码也可以看出(我们每个线程都new了一个Condition)。

对于唤醒,这里有个虚假唤醒,虚假唤醒也会引起当前线程唤醒,我们后面来讨论

2. boolean await(long time,TimeUnit unit)

让当前线程在指定时间内一直处于等待状态,直到被唤醒或中断。

3. void signal()唤醒一个等待线程。这个与notify功能类似

4. void signalAll()唤醒所有等待线程。这个与notifyAll功能类似

 

五.虚假唤醒

虚假唤醒简而言之就是一个signal()可能唤醒了多个线程,前面代码第60行左右提到过。当然这个概率是很低的,你会发现,你把while改成if也是可以运行的。但是我们也要避免这种情况,所以我们就改成了whilewhile()不仅仅在等待条件变量前检查条件变量,实际上在等待条件变量后也检查条件变量。

 

这样对condition进行多做一次判断,即可避免“虚假唤醒”.

3
0
分享到:
评论
3 楼 maobaolong 2017-01-17  
还有,为什么要用while(available),修改成if运行结果也是一样的?
package net.mbl.demo.concurrentdemo.lock;

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

public class ProducerConsumeGameLock {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		Bucket bucket = new Bucket(); // 构造篮子
		new Thread(new Producer(bucket),"Producer线程").start();
		new Thread(new Consumer(bucket),"Consumer线程").start();
	}

}

final class Consumer implements Runnable {
	private Bucket bucket;

	public Consumer(Bucket bucket) {
		this.bucket = bucket;
	}

	@Override
	public void run() {
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			bucket.get();
		}
	}

}

final class Producer implements Runnable {
	private Bucket bucket;

	public Producer(Bucket bucket) {
		this.bucket = bucket;
	}

	@Override
	public void run() {
		for (int i = 0; i < 10; i++) { // 来回十次交易
			bucket.put((int) (Math.random() * 1000));
		}
	}
}

class Bucket {
	private volatile int packOdBalls;
	private volatile boolean available = false;
	private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
	private Condition noBall = lock.newCondition();
	private Condition fullBall = lock.newCondition();

	public int get() { // 消费者从篮子里面取出球
		try (LockResource r = new LockResource(lock)){
			if (available == false) { // 如果没有就等着,但是为什么不是if呢?后面会做解析
				System.out.println("消费者:暂时没有球可以消费我就等着...");
				noBall.await(); // wait();
			}
			System.out.println("消费者获得了" + packOdBalls + "个球");
			available = false;
			System.out.println("持有消费线程数: "+lock.getHoldCount());
			fullBall.signal(); // notify();
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		// 有的话就取出来
		return packOdBalls;
	}

	public void put(int packOdBalls) { // 生产者将生产球并放入到篮子里面

		try (LockResource r = new LockResource(lock)){
			if (available) {
				System.out.println("生产者:既然篮子里面已经有球了我就消费完了再生产吧!");
				fullBall.await(); // wait();
			}
			this.packOdBalls = packOdBalls;
			available = true;
			System.out.println("生产者放进去了" + packOdBalls + "个球");
			noBall.signal(); // notify();
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

2 楼 maobaolong 2017-01-17  
通过作者的例子,很好的理解了ReentrantLock和Condition,有些问题需要请假楼主。
请问:
77行中的put方法的synchronized修饰符是不是应该去掉?
51行和52行的成员变量由于在多个线程中会被读写,是不是应该加volatile修饰符?

1 楼 neo_26 2016-03-02  
目前没有听说过锁投票这个概念,但是可能说的是锁的公平性,先请求锁的线程可以先获取到锁

相关推荐

    Java多线程之ReentrantLock与Condition - 平凡希 - 博客园1

    1、ReentrantLock简介 2、ReentrantLock函数列表 3、重入的实现 4、公平锁与非公平锁 5、ReentrantLock 扩展的功能 6

    java多线程系列(四)ReentrantLock的使用.docx

    一个condition对象的signal(signalAll)方法和该对象的await方法是一一对应的,也就是一个condition对象的signal(signalAll)方法不能唤醒其他condition对象的await方法 ReentrantLock类可以唤醒指定条件的...

    Java Core Sprout:基础、并发、算法

    多线程的三大核心 对锁的一些认知 ReentrantLock实现原理 ConcurrentHashMap 的实现原理 如何优雅地使用和理解线程池 深入理解线程通信 一个线程召集的诡异事件 线程池中你不可错过的一些细节 『ARM包入坑指北』之...

    Java多线程中ReentrantLock与Condition详解

    主要介绍了Java多线程中ReentrantLock与Condition详解,需要的朋友可以参考下

    详解Java多线程编程中互斥锁ReentrantLock类的用法

    Java多线程并发的程序中使用互斥锁有synchronized和ReentrantLock两种方式,这里我们来详解Java多线程编程中互斥锁ReentrantLock类的用法:

    Java多线程ReentrantLock1

    Java多线程ReentrantLock1

    java ReentrantLock详解.docx

    java除了使用关键字synchronized外,还可以使用ReentrantLock实现独占锁的功能。而且ReentrantLock相比synchronized而言功能更加丰富,使用起来更为灵活,也更适合复杂的并发场景。这篇文章主要是从使用的角度来分析...

    locks框架_ReentrantLock.pdf

    这份资源旨在详细讲解 Java 中的 Locks 框架,特别关注 ReentrantLock 的使用和原理。Locks 框架提供了比传统的 synchronized 关键字更强大、更灵活的线程同步机制,而 ReentrantLock 是其中的一种重要实现。 Locks ...

    java多线程每个线程挨着打印ABC的4种实现方式

    java多线程每个线程挨着打印ABC的4种实现...里面一共有4中实现方式,实现线程间同步和通信问题,有synchronized实现也有ReentrantLock的实现,还有不用任何锁和同步的实现。欢迎大家一起交流,使用更多的方法来实现。

    4种常用Java线程锁的特点,性能比较、使用场景.pdf

    4种常用Java线程锁的特点,性能比较、使用场景 线程(thread)是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流,一个进程中可以并发...

    详解java多线程的同步控制

    同步控制是并发程序必不可少的重要手段,本文我们将通过重入锁、读写锁、信号量、倒计数器和循环栅栏以及他们的实例来介绍Java并发程序中的同步控制。 目录线程安全 Thread Safety重入锁 ReentrantLock读写锁 ...

    java高并发相关知识点.docx

    线程安全:Java中的线程安全,包括同步方法和同步块等。 死锁:Java中的死锁,包括如何避免死锁和如何解除死锁。 性能优化:Java中的性能优化,包括JVM参数调优、代码优化、使用并发框架等。 并行计算:Java中的并行...

    什么是线程?Java中如何创建和管理线程?(java面试题附答案).txt

    Lock 接口和 ReentrantLock 类:提供更灵活的线程同步机制。 Executor 框架和线程池:用于管理和调度线程的执行。 通过合理地创建和管理线程,我们可以实现复杂的并发执行逻辑,提高程序的性能和响应能力,并确保...

    免费开源!!Java Core Sprout:基础、并发、算法

    Java多线程 多线程中的常见问题 同步关键字原理 多线程的三大核心 对锁的一些认知 ReentrantLock实现原理 ConcurrentHashMap 的实现原理 如何优雅地使用和理解线程池 深入理解线程通信 一个线程召集的诡异事件 ...

    java多线程安全性基础介绍.pptx

    java多线程安全性基础介绍 线程安全 正确性 什么是线程安全性 原子性 竞态条件 i++ 读i ++ 值写回i 可见性 JMM 由于cpu和内存加载速度的差距,在两者之间增加了多级缓存导致,内存并不能直接对cpu可见。 ...

    Java中的ReentrantLock类最全讲义

    目录: 简介 ReentrantLock的基本用法 2.1 创建ReentrantLock 2.2 获取锁和释放锁 公平性与非公平性 3.1 公平锁 ...5.2 await()和signal() 可重入性 ReentrantLock与synchronized的对比 最佳实践与注意事项

    个人总结的深入java多线程开发

    看完《think in java》多线程章节,自己写的多线程文档,还结合了其他的相关网络资料。 线程 一. 线程池 1)为什么要使用线程池 2 2)一个具有线程池的工作队列 3 3)使用线程池的风险: 4 4)有效使用线程池的原则 5...

    【2018最新最详细】并发多线程教程

    12.详解Condition的await和signal等待通知机制 13.LockSupport工具 14.并发容器之ConcurrentHashMap(JDK 1.8版本) 15.并发容器之ConcurrentLinkedQueue 16.并发容器之CopyOnWriteArrayList 17.并发容器之ThreadLocal...

    Java 多线程与并发(11-26)-JUC锁- ReentrantLock详解.pdf

    Java 多线程与并发(11_26)-JUC锁_ ReentrantLock详解

    Java多线程 ReentrantLock互斥锁详解

    主要介绍了Java多线程 ReentrantLock互斥锁详解,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics