java并发编程的艺术(9)多线程之间的通信(下)

简介: java并发编程的艺术(9)多线程之间的通信(下)

Condition


Condition是在java 1.5中才出现的,它用来替代传统的Object的wait()、notify()实现线程间的协作,相比使用Object的wait()、notify(),使用Condition的await()、signal()这种方式实现线程间协作更加安全和高效。因此通常来说比较推荐使用Condition,有了解过阻塞队列底层实现的朋友应该会知道,阻塞队列实际上是使用了Condition来模拟线程间协作。


  • Condition是个接口,基本的方法就是await()和signal()方法
  • Condition依赖于Lock接口,生成一个Condition的基本代码是lock.newCondition()
  • 调用Condition的await()和signal()方法,都必须在lock保护之内,就是说必须在lock.lock()和lock.unlock之间才可以使用
  • Conditon中的await()对应Object的wait();
  • Condition中的signal()对应Object的notify();
  • Condition中的signalAll()对应Object的notifyAll()。


上边我们讲解了基于wait、notify实现的等待、通知模式,但是这种模式的实现缺乏一定的灵活性,那么接下来的这段内容主要是依靠Condition来实现生产消费模式:


生产者队列:


import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
 * @author idea
 * @data 2019/2/17
 */
public class ProductQueue<T> {
    private final T[] items;
    private final Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition notFull = lock.newCondition();
    private Condition notEmpty = lock.newCondition();
    private int head;
    private int tail;
    private int count;
    public ProductQueue(int maxSize) {
        items = (T[]) new Object[maxSize];
    }
    public ProductQueue() {
        this(10);
    }
    public void put(T t) {
        lock.lock();
        try {
            while (count == getCapacity()) {
                //有点类似于Object.wait
                //队列满了则不写入
                System.out.println("资源已生产完毕,材料不足了");
                notFull.await();
            }
            items[tail] = t;
            if (++tail == getCapacity()) {
                tail = 0;
            }
            count++;
            //有点类似于Object.notifyAll
            notEmpty.signalAll();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public T take() {
        lock.lock();
        try {
            while (count == 0) {
                //相当于Object.wait
                System.out.println("资源已经抢夺完毕");
                notEmpty.await();
            }
            T out = items[head];
            //GC
            items[head] = null;
            if (++head == getCapacity()) {
                head = 0;
            }
            --count;
            notFull.signalAll();
            System.out.println("抢到了资源:");
            return out;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public int size() {
        lock.lock();
        try {
            return count;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public int getCapacity() {
        return items.length;
    }
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ProductQueue<Integer> productQueue = new ProductQueue<>();
        Thread provider = new Thread(new Provider(productQueue));
        //验证队列满了是否可以再加入
        provider.start();
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);
        Consumer[] consumers = new Consumer[100];
        //验证队列为空是否可以进行消费
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            consumers[i] = new Consumer(productQueue, countDownLatch);
            consumers[i].start();
        }
        System.out.println("消费者创建完毕");
        countDownLatch.countDown();
    }
}
复制代码


生产者:


/**
 * @author idea
 * @data 2019/2/17
 */
public class Provider implements Runnable {
    private ProductQueue<Integer> productQueue;
    public Provider(ProductQueue productQueue) {
        this.productQueue = productQueue;
    }
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            for(int i=0;i<10;i++){
                System.out.println("------------生产了资源:"+i);
                productQueue.put(i);
            }
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}
复制代码


消费者:


import java.util.concurrent.CountDownLatch;
/**
 * @author idea
 * @data 2019/2/17
 */
public class Consumer extends Thread {
    private ProductQueue<Integer> productQueue;
    private CountDownLatch countDownLatch;
    public Consumer(ProductQueue productQueue,CountDownLatch countDownLatch) {
        this.countDownLatch=countDownLatch;
        this.productQueue = productQueue;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            countDownLatch.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        while (true){
            Integer number = productQueue.take();
        }
    }
}
复制代码


与Object里面的wait和notify相比,Condition里面还包含了很多有趣的知识点,由于篇幅有限,关于Condition在aqs中源码的实现部分,以后我会专门抽空来写一篇文章进行总结。

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