Java并发编程实战 第14章 构建自定义的同步工具
状态依赖性
定义:只有满足特定的状态才能继续执行某些操作(这些操作依赖于固定的状态,这些状态需要等待别的线程来满足)。
FutureTask,Semaphroe,BlockingQueue等,都是状态依赖性的类。
条件队列
条件对列:条件对列就是由于不满足继续的条件而被wait操作阻塞的线程队列。他们都在等待条件满足,然后被唤醒。
条件谓词:状态依赖性依赖的前提条件。如BlockingQueue中的isFull,isEmpty等。
条件等待中存在三个要素:加锁 + 条件谓词 + wait方法
wait方法和notify方法
我理解的wait方法:会释放锁+阻塞当前线程,放入条件对列,等待被唤醒,唤醒后,需要重新获得锁,获得锁之后继续执行wait那句代码所在的位置(即使wait在锁块的中间代码部分)。
notify(All)方法:只是唤醒条件队列中的线程。但是不释放锁。
使用wait notify方法的时候,一定要持有条件对列所属的锁。
使用轮询和休眠实现简单的状态依赖性阻塞
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while(true)
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{
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//这里不对循环上锁,不然这个锁就无法释放了,不对休眠上锁,休眠上锁,在休眠的时候别人也无法操作,永远都不可能有元素出去
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synchronized (this)
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{
-
//如果队列不是满的,那么就放入元素
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if(!this.isFull())
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{
-
this.doPut(v);
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return;
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}
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}
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//否则休眠,退出cpu占用
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Thread.sleep(SLEEP_GRANULARITY);
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}
-
}
使用条件队列来实现状态依赖性阻塞
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public synchronized void put(V v) throws InterruptedException
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{
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while(this.isFull())
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{
-
//这里挂起程序,会释放锁
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this.wait();
-
}
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//如果队列不为满的,那么程序被唤醒之后从新获取锁
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this.doPut(v);
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//执行结束,唤醒其他队列
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this.notifyAll();
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}
注意上面要使用while。
对于监视器来说,wait操作产生的线程,都放在这个监视器唯一的条件队列里。
如果使用Lock,可以使用condition来产生不同的条件对列。
注意上面的 this.notifyAll();代码,将会唤醒这个监视器条件队列里所有等待的线程。其实这里只用唤醒因为empty阻塞的线程,而不用唤醒因为full阻塞的线程。
如果使用 this.notify(),只会随机唤醒一个,如果唤醒的是因为full堵塞的线程,那么就可能没有正常唤醒。影响性能,甚至造成活跃性的危险。
这种情况下,可以使用Lock和Condition来改造。
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protected final Lock lock = new ReentrantLock();
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private final Condition notFull = lock.newCondition();
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private final Condition notEmpty = lock.newCondition();
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public void put(T x) throws InterruptedException {
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lock.lock();
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try {
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while (count == items.length)
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notFull.await();
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items[tail] = x;
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if (++tail == items.length)
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tail = 0;
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++count;
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notEmpty.signal();
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} finally {
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lock.unlock();
-
}
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}
注意:这里不是signalAll。
阀门类
使用闭锁CountDownLatch,传入1的时候可以作为阀门开关。前提是在其他线程的第一步先执行开关的await。使用开关的countDown方法就可以打开开关。
但是这种阀门,只能打开,不能关闭。
使用wait和notifyAll来实现可重新关闭的阀门。
Condition
注意,由于Condition对象继承自Object,它也有wait,notify,notifyAll方法,其实它对应方法名字应该是await,signal,signalAll。