Java并发编程中构建自定义同步工具
当Java类库没有提供适合的同步工具时,就需要构建自定义同步工具。 可阻塞状态依赖操作的结构 复制代码 代码如下: acquir lock on object state;//请求获取锁 while(precondition does not hold){//没有满足前提条件 release lock;//先释放锁 wait until precondition might hold;//等待满足前提条件 optionlly fail if interrupted or timeout expires;//因为中断或者超时执行失败 reacquire lock;//重新尝试获取锁 } perform action//执行 release lock;//释放锁 有界缓存实现基类示例 复制代码 代码如下: public class BaseBoundBuffer<V> { private final V[] buf; private int tail; private int head; private int count; @SuppressWarnings("unchecked") public BaseBoundBuffer(int capacity) { buf = (V[]) new Object[capacity]; } public synchronized void doPut(V v) { buf[tail] = v; if (++tail == buf.length) tail = 0; count++; } public synchronized V doTake() { V v = buf[head]; if (++head == buf.length) 阻塞实现方式一:抛异常给调用者 复制代码 代码如下: public synchronized void put1(V v) throws Exception{ if(isFull()) throw new Exception("full error"); doPut(v); } 分析:异常应该应用于发生异常情况中,在这里抛异常不合适;需要调用者是处理前提条件失败的情况,并没有解决根本问题。 阻塞实现方式二:通过轮询和休眠 复制代码 代码如下: public void put2(V v) throws InterruptedException { while (true) {//轮询 synchronized (this) { if (!isFull()) { doPut(v); return; } } Thread.sleep(SLEEP_TIME);//休眠 } } 分析:很难权衡休眠时间SLEEP_TIME设置。如果设置过小,CPU可能会轮询多次,消耗CPU资源也越高;如果设置过大,响应性就越低。 阻塞实现方式三:条件队列 条件队列中的元素是一个个等待相关条件的线程。每个Java对象都可以作为一个锁,每个对象同样可以作为一个条件队列,并且Object中的wait、notify、notifyAll方法就构成了内部条件队列的API。Object.wait会自动释放锁,并请求操作系统挂起当前线程,从而使其它线程能获得这个锁并修改对象的状态。Object.notify和Object.notifyAll能唤醒正在等待线程,从条件队列中选取一个线程唤醒并尝试重新获取锁。 复制代码 代码如下: public synchronized void put3(V v) throws InterruptedException { while(isFull()) wait(); doput(v); notifyAll(); } 分析:获得较好响应,简单易用。 使用条件队列 1).定义:条件谓词是使某个操作成为状态依赖操作的前提条件。条件谓词是由类中各个状态变量构成的表达式。例如,对于put方法的条件谓词就是“缓存不为空”。 2.条件队列使用规则 1).通常都有一个条件谓词 3.通知 尽量使用notifyAll,而不是nofify.因为nofify会随机唤醒一个线程从休眠状态变为Blocked状态(Blocked状态是种线程一直处于尝试获取锁的状态,即一旦发现锁可用,马上持有锁),而notifyAll会唤醒条件队列中所有的线程从休眠状态变为Blocked状态.考虑这么种情况,假如线程A因为条件谓词Pa进入休眠状态,线程B因为条件谓词Pb进入休眠状态.这时Pb为真,线程C执行单一的notify.如果JVM随机选择了线程A进行唤醒,那么线程A检查条件谓词Pa不为真后又进入了休眠状态.从这以后再也没有其它线程能被唤醒,程序会一直处于休眠状态.如果使用notifyAll就不一样了,JVM会唤醒条件队列中所有等待线程从休眠状态变为Blocked状态,即使随机选出一个线程一因为条件谓词不为真进入休眠状态,其它线程也会去竞争锁从而继续执行下去. 4.状态依赖方法的标准形式 复制代码 代码如下: void stateDependentMethod throwsInterruptedException{ synchronized(lock){ while(!conditionPredicate)) lock.wait(); } //dosomething(); .... notifyAll(); 显示Condition对象 显示的Condition对象是一种更灵活的选择,提供了更丰富的功能:在每个锁上可以存在多个等待,条件等待可以是中断的获不可中断的,基于时限的等待,以及公平的或非公平的队列操作。一个Condition可以和一个Lock关联起来,就像一个条件队列和一个内置锁关联起来一样。要创建一个Condition,可以在相关联的Lock上调用Lock.newCondition方法。以下用显示条件变量重新实现有界缓存 复制代码 代码如下: public class ConditionBoundedBuffer<V> { private final V[] buf; private int tail; private int head; private int count; private Lock lock = new ReentrantLock(); private Condition notFullCondition = lock.newCondition(); private Condition notEmptyCondition = lock.newCondition(); @SuppressWarnings("unchecked") public ConditionBoundedBuffer(int capacity) { buf = (V[]) new Object[capacity]; } public void doPut(V v) throws InterruptedException { } public V doTake() throws InterruptedException { 您可能感兴趣的文章:
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