多线程（4）- Lock和Condition

亦凉 2021-05-03 15:51 627阅读 0赞

## ReentrantLock锁： ##

Java.util.concurrent.lock 中的Lock 框架是锁定的一个抽象，它允许把锁定的实现作为 Java 类，而不是作为语言的特性来实现。这就为Lock 的多种实现留下了空间，各种实现可能有不同的调度算法、性能特性或者锁定语义。

ReentrantLock 类实现了Lock ，它拥有与synchronized 相同的并发性和内存语义，但是添加了类似锁投票、定时锁等候和可中断锁等候的一些特性。此外，它还提供了在激烈争用情况下更佳的性能。（换句话说，当许多线程都想访问共享资源时，JVM 可以花更少的时候来调度线程，把更多时间用在执行线程上。）

区别：  
需要注意的是，用sychronized修饰的方法或者语句块在代码执行完之后锁自动释放，而是用Lock需要我们手动释放锁，所以为了保证锁最终被释放(发生异常情况)，要把互斥区放在try内，释放锁放在finally内！

## Condition： ##

Condition 将 Object 监视器方法（wait、notify 和 notifyAll）分解成截然不同的对象，以便通过将这些对象与任意 Lock 实现组合使用，为每个对象提供多个等待 set（wait-set）。其中，Lock 替代了 synchronized 方法和语句的使用，Condition 替代了 Object 监视器方法的使用。  
Condition可以替代传统的线程间通信，用await()替换wait()，用signal()替换notify()，用signalAll()替换notifyAll()。  
传统线程的通信方式，Condition都可以实现。  
注意，Condition是被绑定到Lock上的，要创建一个Lock的Condition必须用newCondition()方法。  
Condition的强大之处在于**它可以为多个线程间建立不同的Condition**

![这里写图片描述][SouthEast]  
使用三种方法时注意要处理异常

## 生产者消费者问题： ##

上篇文章中使用synchronized和this.notifyall（）解决了这个问题，但是唤醒的是全部线程，可能会产生唤醒本方的另一个线程，然后去判断，无疑这是一种不好的现象。使用condition可以建立多个Condition对象，有效地解决了这个问题。

import java.util.concurrent.locks.*;
    
    class Test 
    {
        public static void main(String[] args) 
        {
            Resource r = new Resource();
    
            Producer pro = new Producer(r);
            Consumer con = new Consumer(r);
    
            Thread t1 = new Thread(pro);
            Thread t2 = new Thread(pro);
            Thread t3 = new Thread(con);
            Thread t4 = new Thread(con);
    
            t1.start();
            t2.start();
            t3.start();
            t4.start();
        }
    }
    class Resource
    {
        private String name;
        private int count = 1;
        private boolean flag = false;
        /*创建锁对象，并创建该锁的两个Condition对象*/
        private Lock lock=new ReentrantLock();
        private Condition pro_condition=lock.newCondition();
        private Condition con_condition=lock.newCondition();
        public void set(String name)throws Exception
        {
            lock.lock();
            try{
                while(flag)
                    pro_condition.await();
                this.name = name+"--"+count++;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...生产者.."+this.name);
                flag = true;
                con_condition.signal();//唤醒对方的线程
            }
            finally{
                lock.unlock();
            }
        }
    
        public void out()throws Exception
        {
            lock.lock();
            try{
                while(!flag)
                    con_condition.await();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...消费者......"+this.name);
                flag = false;
                pro_condition.signal();
            }
            finally{
                lock.unlock();
            }
        }
    }
    
    class Producer implements Runnable
    {
        private Resource res;
    
        Producer(Resource res)
        {
            this.res = res;
        }
        public void run()
        {
            while(true)
            {
                try{
                    res.set("+商品+");
                }
                catch(Exception e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    
    class Consumer implements Runnable
    {
        private Resource res;
    
        Consumer(Resource res)
        {
            this.res = res;
        }
        public void run()
        {
            while(true)
            {
                try{
                    res.out();
                }
                catch(Exception e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

这里是将await（）和signal（）方法的异常抛出，在其调用者的函数里用catch处理

[SouthEast]: /images/20210502/f1f941abb9324aaf9773af67369c8f4a.png