Java并发编程实战 第14章 构建自定义的同步工具

时间：2023-03-09 02:46:31
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

  1. while(true)
  2.         {
  3.             //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
  4.             synchronized (this)
  5.             {
  6.                 //如果队列不是满的，那么就放入元素
  7.                 if(!this.isFull())
  8.                 {
  9.                     this.doPut(v);
  10.                     return;
  11.                 }
  12.             }
  13.             //否则休眠，退出cpu占用
  14.             Thread.sleep(SLEEP_GRANULARITY);
  15.         }
  16.     }

使用条件队列来实现状态依赖性阻塞

  1. public synchronized void put(V v) throws InterruptedException
  2.    {
  3.        while(this.isFull())
  4.        {
  5.            //这里挂起程序，会释放锁
  6.            this.wait();
  7.        }
  8.        //如果队列不为满的，那么程序被唤醒之后从新获取锁
  9.        this.doPut(v);
  10.        //执行结束，唤醒其他队列
  11.        this.notifyAll();
  12.    }

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。

  1. protected final Lock lock = new ReentrantLock();
  2. private final Condition notFull = lock.newCondition();
  3. private final Condition notEmpty = lock.newCondition();
  5.  public void put(T x) throws InterruptedException {
  6.         lock.lock();
  7.         try {
  8.             while (count == items.length)
  9.                 notFull.await();
  10.             items[tail] = x;
  11.             if (++tail == items.length)
  12.                 tail = 0;
  13.             ++count;
  14.             notEmpty.signal();
  15.         } finally {
  16.             lock.unlock();
  17.         }
  18.     }

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。

相关文章