Java 多线程:Condition 多线程同步关键字

本文深入探讨了Condition在生产者消费者模型中的应用,解释了Condition的概念及其实现方式,通过代码示例展示了如何使用Condition来优化多线程环境下缓存区的性能。

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包括:

一. Condition 概念 和解决的问题

二. Condition 在生产者消费者模型中的代码Demo


一. Condition 概念 和解决的问题

        Condition 是一种更细粒度的并发解决方案。就拿生产者消费者模式来说,当仓库满了的时候,又再执行到 生产者 线程的时候,会把 该 生产者 线程进行阻塞,再唤起一个线程,但是此时唤醒的是消费者线程还是生产者线程,是未知的。如果再次唤醒的还是生产者线程,那么还需要把它进行阻塞,再唤起一个线程,再此循环,直到唤起的是消费者线程。这样就可能存在 时间或者资源上的浪费,所以说 有了Condition 这个东西。

        Condition 用 await() 代替了 Object 的 wait() 方法,用 signal() 方法代替 notify() 方法。

        注意:Condition 是被绑定到 Lock 中,要创建一个 Lock 的 Condition 必须用 newCondition() 方法。

           

二. Condition 在生产者消费者模型中的代码Demo

class BoundedBuffer {    
       final Lock lock = new ReentrantLock();//锁对象    
       final Condition notFull  = lock.newCondition();//写线程条件     
       final Condition notEmpty = lock.newCondition();//读线程条件     
        
       final Object[] items = new Object[100];//缓存队列    
       int putptr/*写索引*/, takeptr/*读索引*/, count/*队列中存在的数据个数*/;    
        
       public void put(Object x) throws InterruptedException {    
         lock.lock();    
         try {    
           while (count == items.length)//如果队列满了     
             notFull.await();//阻塞写线程    
           items[putptr] = x;//赋值     
           if (++putptr == items.length) putptr = 0;//如果写索引写到队列的最后一个位置了,那么置为0    
           ++count;//个数++    
           notEmpty.signal();//唤醒读线程    
         } finally {    
           lock.unlock();    
         }    
       }    
        
       public Object take() throws InterruptedException {    
         lock.lock();    
         try {    
           while (count == 0)//如果队列为空    
             notEmpty.await();//阻塞读线程    
           Object x = items[takeptr];//取值     
           if (++takeptr == items.length) takeptr = 0;//如果读索引读到队列的最后一个位置了,那么置为0    
           --count;//个数--    
           notFull.signal();//唤醒写线程    
           return x;    
         } finally {    
           lock.unlock();    
         }    
       }     
     }   

        这是一个处于多线程工作环境下的缓存区,缓存区提供了两个方法,put和take,put是存数据,take是取数据,内部有个缓存队列,具体变量和方法说明见代码,这个缓存区类实现的功能:有多个线程往里面存数据和从里面取数据,其缓存队列(先进先出后进后出)能缓存的最大数值是100,多个线程间是互斥的,当缓存队列中存储的值达到100时,将写线程阻塞,并唤醒读线程,当缓存队列中存储的值为0时,将读线程阻塞,并唤醒写线程,下面分析一下代码的执行过程:

        1. 一个写线程执行,调用put方法;

        2. 判断count是否为100,显然没有100;

        3. 继续执行,存入值;

        4. 判断当前写入的索引位置++后,是否和100相等,相等将写入索引值变为0,并将count+1;

        5. 仅唤醒读线程阻塞队列中的一个;

        6. 一个读线程执行,调用take方法;

        7. ……

        8. 仅唤醒写线程阻塞队列中的一个。


        这样由于阻塞该阻塞的,唤醒该唤醒的,所以能提高效率


参考:http://blog.youkuaiyun.com/ghsau/article/details/7481142

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