歡迎來到Linux教程網
Linux教程網
Linux教程網
Linux教程網
您现在的位置: Linux教程網 >> UnixLinux >  >> Linux編程 >> Linux編程

Java多線程-Condition

Condition 將 Object 監視器方法(wait、notify 和 notifyAll)分解成截然不同的對象,以便通過將這些對象與任意 Lock 實現組合使用,為每個對象提供多個等待 set(wait-set)。其中,Lock 替代了 synchronized 方法和語句的使用,Condition 替代了 Object 監視器方法的使用。

先看一個關於Condition使用的簡單實例:

public class ConditionTest {
    public static void main(String[] args) {
        final Lock lock = new ReentrantLock();
        final Condition condition = lock.newCondition();
       
        Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    lock.lock();
                    System.out.println("我需要等一個信號"+this);
                    condition.await();
                    System.out.println("我拿到一個信號"+this);
                } catch (Exception e) {
                    // TODO: handle exception
                } finally{
                    lock.unlock();
                }
               
               
            }
        }, "thread1");
        thread1.start();
        Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    lock.lock();
                    System.out.println("我拿到了鎖");
                    Thread.sleep(500);
                    System.out.println("我發出一個信號");
                    condition.signal();
                } catch (Exception e) {
                    // TODO: handle exception
                } finally{
                    lock.unlock();
                }
               
               
            }
        }, "thread2");
        thread2.start();
    }
}

運行結果:

1 我需要等一個信號com.luchao.traditionalthread.ConditionTest$1@10bc3c9
2 我拿到了鎖
3 我發出一個信號
4 我拿到一個信號com.luchao.traditionalthread.ConditionTest$1@10bc3c9

可以看到,Condition的執行方式,是當在線程1中調用await方法後,線程1將釋放鎖,並且將自己沉睡,等待喚醒,線程2獲取到鎖後,開始做事,完畢後,調用Condition的signal方法,喚醒線程1,線程1恢復執行。

以上說明Condition是一個多線程間協調通信的工具類,使得某個,或者某些線程一起等待某個條件(Condition),只有當該條件具備( signal 或者 signalAll方法被帶調用)時 ,這些等待線程才會被喚醒,從而重新爭奪鎖。

Condition與傳統線程通信有些類似,它的使用更廣,可以將多個線程進行通信,以完成更加復雜的通信。

用Condition替換傳統線程通信,在前面的傳統有一個子線程和主線程交替運行50次的實例,使用Condition也可以完成。

代碼如下:

public class ConditionCommuniction {
    public static void main(String[] args) {
        final Business business = new Business();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 50; i++) {
                    business.sub(i);
                }
            }
        }).start();
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            business.main(i);
        }
    }
   
   
    static class Business{
        private Lock lock = new ReentrantLock();
        private boolean isMain = true;
        private Condition condition = lock.newCondition();
        public void main(int i){
            lock.lock();
            try {
                while(!isMain){
                    condition.await();
                }
                for (int j = 0; j < 100; j++) {
                    System.out.println("main is looping  :" + j +" in " + i);
                }
                isMain = false;
                condition.signal();
            } catch (Exception e) {
                // TODO: handle exception
            } finally{
                lock.unlock();
            }
        }
        public void sub(int i){
            lock.lock();
            try {
                while(isMain){
                    condition.await();
                }
                for (int j = 0; j < 10; j++) {
                    System.out.println("sub is looping  :" + j +" in " + i);
                }
                isMain = true;
                condition.signal();
            } catch (Exception e) {
                // TODO: handle exception
            } finally{
                lock.unlock();
            }
        }
    }
}

在Condition中,用await()替換wait(),用signal()替換notify(),用signalAll()替換notifyAll(),傳統線程的通信方式,Condition都可以實現,這裡注意,Condition是被綁定到Lock上的,要創建一個Lock的Condition必須用newCondition()方法。

這樣看來,Condition和傳統的線程通信沒什麼區別,Condition的強大之處在於它可以為多個線程間建立不同的Condition,下面引入API中的一段代碼,加以說明。

class BoundedBuffer { 
  final Lock lock = new ReentrantLock();//鎖對象 
  final Condition notFull  = lock.newCondition();//寫線程條件 
  final Condition notEmpty = lock.newCondition();//讀線程條件 
 
  final Object[] items = new Object[100];//緩存隊列 
  int putptr/*寫索引*/, takeptr/*讀索引*/, count/*隊列中存在的數據個數*/; 
 
  public void put(Object x) throws InterruptedException { 
    lock.lock(); 
    try { 
      while (count == items.length)//如果隊列滿了 
        notFull.await();//阻塞寫線程 
      items[putptr] = x;//賦值 
      if (++putptr == items.length) putptr = 0;//如果寫索引寫到隊列的最後一個位置了,那麼置為0 
      ++count;//個數++ 
      notEmpty.signal();//喚醒讀線程 
    } finally { 
      lock.unlock(); 
    } 
  } 
 
  public Object take() throws InterruptedException { 
    lock.lock(); 
    try { 
      while (count == 0)//如果隊列為空 
        notEmpty.await();//阻塞讀線程 
      Object x = items[takeptr];//取值 
      if (++takeptr == items.length) takeptr = 0;//如果讀索引讀到隊列的最後一個位置了,那麼置為0 
      --count;//個數-- 
      notFull.signal();//喚醒寫線程 
      return x; 
    } finally { 
      lock.unlock(); 
    } 
  } 
 }

這就是多個Condition的強大之處,假設緩存隊列中已經存滿,那麼阻塞的肯定是寫線程,喚醒的肯定是讀線程,相反,阻塞的肯定是讀線程,喚醒的肯定是寫線程,那麼假設只有一個Condition會有什麼效果呢,緩存隊列中已經存滿,這個Lock不知道喚醒的是讀線程還是寫線程了,如果喚醒的是讀線程,皆大歡喜,如果喚醒��是寫線程,那麼線程剛被喚醒,又被阻塞了,這時又去喚醒,這樣就浪費了很多時間。

將上面主線程和子線程交替運行的程序進行擴展,三個線程交替運行,代碼如下:

public class ThreeConditionCommunication {
    public static void main(String[] args) {
        final Business business = new Business();
        new Thread(new Runnable() {
           
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 50; i++) {
                    business.sub1(i);
                }
            }
        }).start();
        new Thread(new Runnable() {
           
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 50; i++) {
                    business.sub2(i);
                }
            }
        }).start();
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            business.main(i);
        }
    }
    static class Business{
        Lock lock = new ReentrantLock();
        Condition main = lock.newCondition();
        Condition sub1 = lock.newCondition();
        Condition sub2 = lock.newCondition();
        int runNum = 1;
       
        public void main(int i){
            lock.lock();
            try {
                while(runNum!=1){
                    main.await();//主線程等待
                }
                for (int j = 0; j < 100; j++) {
                    System.out.println("main is looping of "+j+" in "+i);
                }
                runNum = 2;
                sub1.signal();//喚醒子線程1
            } catch (Exception e) {
                // TODO: handle exception
            } finally{
                lock.unlock();
            }
        }
        public void sub1(int i){
            lock.lock();
            try {
                while(runNum!=2){
                    sub1.await();//子線程1等待
                }
                for (int j = 0; j < 10; j++) {
                    System.out.println("sub1 is looping of "+j+" in "+i);
                }
                runNum = 3;
                sub2.signal();//喚醒子線程2
            } catch (Exception e) {
                // TODO: handle exception
            } finally{
                lock.unlock();
            }
        }
        public void sub2(int i){
            lock.lock();
            try {
                while(runNum!=3){
                    sub2.await();//子線程2等待
                }
                for (int j = 0; j < 20; j++) {
                    System.out.println("sub2 is looping of "+j+" in "+i);
                }
                runNum = 1;
                main.signal();//喚醒主線程
            } catch (Exception e) {
                // TODO: handle exception
            } finally{
                lock.unlock();
            }
        }
    }
}

由此可見,Condition在多線程通信的強大作用,可以大大提高程序效率。

Copyright © Linux教程網 All Rights Reserved