Java多线程高并发学习笔记(二)——深入理解ReentrantLock与Condition
锁的概念
从jdk发行1.5版本之后,在原来synchronize的基础上,增加了重入锁ReentrantLock。
本文就不介绍synchronize了,有兴趣的同学可以去了解一下,本文重点介绍ReentrantLock。
锁是什么?
并发编程的时候,比如说有一个业务是读写操作,那多个线程执行这个业务就会造成已经写入的数据又写一遍,就会造成数据错乱。
所以需要引入锁,进行数据同步,强制使得该业务执行的时候只有一个线程在执行,从而保证不会插入多条重复数据。
一些共享资源也是需要加锁,从而保证数据的一致性。
关于锁的概念,也就不过多篇幅介绍,有很多概念性的东西,需要自己取找本书狠狠啃一啃,本文主要是给大家介绍如何使用锁。
使用ReentrantLock同步
首先来看第一个实例:用两个线程来在控制台有序打出1,2,3。
public class FirstReentrantLock { public static void main(String[] args) {
Runnable runnable = new ReentrantLockThread();
new Thread(runnable, "a").start();
new Thread(runnable, "b").start();
} } class ReentrantLockThread implements Runnable { @Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 3; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "输出了: " + i);
}
} }
执行FirstReentrantLock ,查看控制台输出:
可以看到,并没有顺序,杂乱无章。
那使用ReentrantLock加入锁,代码如下:
package com.chapter2; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; /**
* @author tangj
*
* 如何使用ReentrantLock
*/
public class FirstReentrantLock { public static void main(String[] args) {
Runnable runnable = new ReentrantLockThread();
new Thread(runnable, "a").start();
new Thread(runnable, "b").start();
} } class ReentrantLockThread implements Runnable {
// 创建一个ReentrantLock对象
ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); @Override
public void run() {
try {
// 使用lock()方法加锁
lock.lock();
for (int i = 0; i < 3; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "输出了: " + i);
}
} finally {
// 别忘了执行unlock()方法释放锁
lock.unlock();
} } }
执行FirstReentrantLock ,查看控制台输出:
有顺序的打印出了0,1,2,0,1,2.
这就是锁的作用,它是互斥的,当一个线程持有锁的时候,其他线程只能等待,待该线程执行结束,再通过竞争得到锁。
使用Condition实现线程等待和唤醒
通常在开发并发程序的时候,会碰到需要停止正在执行业务A,来执行另一个业务B,当业务B执行完成后业务A继续执行。ReentrantLock通过Condtion等待/唤醒这样的机制.
相比较synchronize的wait()和notify()/notifAll()的机制而言,Condition具有更高的灵活性,这个很关键。Conditon可以实现多路通知和选择性通知。
当使用notify()/notifAll()时,JVM时随机通知线程的,具有很大的不可控性,所以建议使用Condition。
Condition使用起来也非常方便,只需要注册到ReentrantLock下面即可。
参考下图:
接下来,使用Condition来实现等待/唤醒,并且能够唤醒制定线程
先写业务代码:
package com.chapter2.howtocondition; import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class MyService { // 实例化一个ReentrantLock对象
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
// 为线程A注册一个Condition
public Condition conditionA = lock.newCondition();
// 为线程B注册一个Condition
public Condition conditionB = lock.newCondition(); public void awaitA() {
try {
lock.lock();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "进入了awaitA方法");
long timeBefore = System.currentTimeMillis();
// 执行conditionA等待
conditionA.await();
long timeAfter = System.currentTimeMillis();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"被唤醒");
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "等待了: " + (timeAfter - timeBefore)/1000+"s");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
} public void awaitB() {
try {
lock.lock();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "进入了awaitB方法");
long timeBefore = System.currentTimeMillis();
// 执行conditionB等待
conditionB.await();
long timeAfter = System.currentTimeMillis();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"被唤醒");
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "等待了: " + (timeAfter - timeBefore)/1000+"s");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
} public void signallA() {
try {
lock.lock();
System.out.println("启动唤醒程序");
// 唤醒所有注册conditionA的线程
conditionA.signalAll();
} finally {
lock.unlock();
}
} public void signallB() {
try {
lock.lock();
System.out.println("启动唤醒程序");
// 唤醒所有注册conditionA的线程
conditionB.signalAll();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
分别实例化了两个Condition对象,都是使用同一个lock注册。注意conditionA对象的等待和唤醒只对使用了conditionA的线程有用,同理conditionB对象的等待和唤醒只对使用了conditionB的线程有用。
继续写两个线程的代码:
package com.chapter2.howtocondition; public class MyServiceThread1 implements Runnable { private MyService service; public MyServiceThread1(MyService service) {
this.service = service;
} @Override
public void run() {
service.awaitA();
} }
注意:MyServiceThread1 使用了awaitA()方法,持有的是conditionA!
package com.chapter2.howtocondition; public class MyServiceThread2 implements Runnable { private MyService service; public MyServiceThread2(MyService service) {
this.service = service;
} @Override
public void run() {
service.awaitB();
} }
注意:MyServiceThread2 使用了awaitB()方法,持有的是conditionB!
最后看启动类:
package com.chapter2.howtocondition; public class ApplicationCondition { public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
MyService service = new MyService();
Runnable runnable1 = new MyServiceThread1(service);
Runnable runnable2 = new MyServiceThread2(service); new Thread(runnable1, "a").start();
new Thread(runnable2, "b").start(); // 线程sleep2秒钟
Thread.sleep(2000);
// 唤醒所有持有conditionA的线程
service.signallA(); Thread.sleep(2000);
// 唤醒所有持有conditionB的线程
service.signallB();
} }
执行ApplicationCondition ,来看控制台输出结果:
a和b都进入各自的await()方法。首先执行的是
使用conditionA的线程被唤醒,而后再唤醒使用conditionB的线程。
学会使用Condition,那来用它实现生产者消费者模式
生产者和消费者
首先来看业务类的实现:
package com.chapter2.consumeone; import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class Service { private Lock lock = new ReentrantLock();
private boolean flag = false;
private Condition condition = lock.newCondition();
// 以此为衡量标志
private int number = 1; /**
* 生产者生产
*/
public void produce() {
try {
lock.lock();
while (flag == true) {
condition.await();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-----生产-----");
number++;
System.out.println("number: " + number);
System.out.println();
flag = true;
// 提醒消费者消费
condition.signalAll();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
} /**
* 消费者消费生产的物品
*/
public void consume() {
try {
lock.lock();
while (flag == false) {
condition.await();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-----消费-----");
number--;
System.out.println("number: " + number);
System.out.println();
flag = false;
// 提醒生产者生产
condition.signalAll();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
生产者线程代码:
package com.chapter2.consumeone; /**
* 生产者线程
*
* @author tangj
*
*/
public class MyThreadProduce implements Runnable { private Service service; public MyThreadProduce(Service service) {
this.service = service;
} @Override
public void run() {
for (;;) {
service.produce();
}
} }
消费者线程代码:
package com.chapter2.consumeone; /**
* 消费者线程
*
* @author tangj
*
*/
public class MyThreadConsume implements Runnable { private Service service; public MyThreadConsume(Service service) {
super();
this.service = service;
} @Override
public void run() {
for (;;) {
service.consume();
}
} }
启动类:
package com.chapter2.consumeone; public class Application { public static void main(String[] args) {
Service service = new Service();
Runnable produce = new MyThreadProduce(service);
Runnable consume = new MyThreadConsume(service);
new Thread(produce, "生产者 ").start();
new Thread(consume, "消费者 ").start();
} }
执行Application,看控制台的输出:
因为采用了无限循环,生产者线程和消费者线程会一直处于工作状态,可以看到,生产者线程执行完毕后,消费者线程就会执行,以这样的交替顺序,
而且的number也遵循者生产者生产+1,消费者消费-1的一个状态。这个就是使用ReentrantLock和Condition来实现的生产者消费者模式。
顺序执行线程
充分发掘Condition的灵活性,可以用它来实现顺序执行线程。
来看业务类代码:
package com.chapter2.sequencethread; import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class Service { // 通过nextThread控制下一个执行的线程
private static int nextThread = 1;
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
// 有三个线程,所有注册三个Condition
Condition conditionA = lock.newCondition();
Condition conditionB = lock.newCondition();
Condition conditionC = lock.newCondition(); public void excuteA() {
try {
lock.lock();
while (nextThread != 1) {
conditionA.await();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 工作");
nextThread = 2;
conditionB.signalAll();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
} public void excuteB() {
try {
lock.lock();
while (nextThread != 2) {
conditionB.await();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 工作");
nextThread = 3;
conditionC.signalAll();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
} public void excuteC() {
try {
lock.lock();
while (nextThread != 3) {
conditionC.await();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 工作");
nextThread = 1;
conditionA.signalAll();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
这里可以看到,注册了三个Condition,分别用于三个线程的等待和通知。
启动类代码:
package com.chapter2.sequencethread; /**
* 线程按顺序执行
*
* @author tangj
*
*/
public class Application { private static Runnable getThreadA(final Service service) {
return new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (;;) {
service.excuteA();
}
}
};
} private static Runnable getThreadB(final Service service) {
return new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (;;) {
service.excuteB();
}
}
};
} private static Runnable getThreadC(final Service service) {
return new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (;;) {
service.excuteC();
}
}
};
} public static void main(String[] args) {
Service service = new Service();
Runnable A = getThreadA(service);
Runnable B = getThreadB(service);
Runnable C = getThreadC(service); new Thread(B, "B").start();
new Thread(A, "A").start();
new Thread(C, "C").start();
} }
运行启动类,查看控制台输出结果:
A,B,C三个线程一直按照顺序执行。
总结
学会使用锁是学好多线程的基础,ReentrantLock相比较关键字synchronize而言,更加而且可控,所以还是推荐大家使用ReentrantLock。
最后说两句:
本文所以代码都更新到我的github中,大家可以去clone或者Fork,我会持续更新的。
点击这里进入我的Github
喜欢的朋友可以点击下方的推荐,或者写个评论我们共同探讨Java高并发!!!
Java多线程高并发学习笔记(二)——深入理解ReentrantLock与Condition的更多相关文章
- Java多线程高并发学习笔记(三)——深入理解线程池
线程池最核心的一个类:ThreadPoolExecutor. 看一下该类的构造器: public ThreadPoolExecutor(int paramInt1, int paramInt2, lo ...
- Java多线程高并发学习笔记(一)——Thread&Runnable
进程与线程 首先来看百度百科关于进程的介绍: 进程是一个具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动.它可以申请和拥有系统资源,是一个动态的概念,是一个活动的实体.它不只是程序的代码,还包括当前的 ...
- Java多线程高并发学习笔记——阻塞队列
在探讨可重入锁之后,接下来学习阻塞队列,这边篇文章也是断断续续的写了很久,因为最近开始学ssm框架,准备做一个自己的小网站,后续可能更新自己写网站的技术分享. 请尊重作者劳动成果,转载请标明原文链接: ...
- JAVA多线程高并发学习笔记(三)——Callable、Future和FutureTask
为什么要是用Callable和Future Runnable的局限性 Executor采用Runnable作为基本的表达形式,虽然Runnable的run方法能够写入日志,写入文件,写入数据库等操作, ...
- Java 多线程高并发编程 笔记(一)
本篇文章主要是总结Java多线程/高并发编程的知识点,由浅入深,仅作自己的学习笔记,部分侵删. 一 . 基础知识点 1. 进程于线程的概念 2.线程创建的两种方式 注:public void run( ...
- JAVA 多线程和并发学习笔记(三)
Java并发编程中使用Executors类创建和管理线程的用法 1.类 Executors Executors类可以看做一个“工具类”.援引JDK1.6 API中的介绍: 此包中所定义的 Execut ...
- JAVA 多线程和并发学习笔记(二)
一.Java中创建线程方法 1. 继承Thread类创建线程类 定义Thread类的子类,重写该类的run()方法.该方法为线程执行体. 创建Thread子类的实例.即线程对象. 调用线程对象的sta ...
- Java 多线程高并发编程 笔记(二)
1. 单例模式(在内存之中永远只有一个对象) 1.1 多线程安全单例模式——不使用同步锁 public class Singleton { private static Singleton sin=n ...
- JAVA 多线程和并发学习笔记(四)
1. 多进程 实现并发最直接的方式是在操作系统级别使用进程,进程是运行在它自己的地址空间内的自包容的程序.多任务操作系统可以通过周期性地将CPU从一个进程切换到另一个进程,来实现同时运行多个进程. 尽 ...
随机推荐
- Python 函数装饰器和闭包
装饰器基础知识 装饰器是可调用的对象,其参数是另一个函数(被装饰的函数). 装饰器可能会处理被装饰的函数,然后把它返回,或者将其替换成另一个函数或可调用对象. p.p1 { margin: 0.0px ...
- unity slua整合帅气的lua-pb解析protobuf
了解到lua的一个protobuf库,接口帅气,比之前用过的一些lua protobuf库要好很多,深得我心.而且能保持更新,比其他库几年没更新要放心. lua-pb动态解析protobuf协议,无需 ...
- 编写第一个spring MVC程序
一.下载和安装spring框架 进入http://repo.springsource.org/libs-release-local/org/springframework/spring/4.2.0.R ...
- 高CPU业务场景下的任务分发方案Gearman搭建一览
Gearman是当年LiveJournal用来做图片resize的,大家也明白图片resize是一个高CPU的操作,如果让web网站去做这个高CPU的功能,有可能会拖垮你的 web应用,那本篇我们 ...
- 4_CSRF
CSRF 当你登录某个网站时,通常浏览器与网站都会形成一个会话,在会话没有结束时你可以执行发表文章.发邮件.删除文章等操作,若会话结束,你再操作的话会提示你会话已经结束,请重新登录.CSRF(客户端跨 ...
- JavaWeb(八)JQuery
jQuery 市场用得比较多两个框架: jQuery 比较适合做一些互联网 的应用(12306.com,蘑菇街,美丽说,聚美) extjs 比较适合做后台管理系统(电商(订单管理),银行,电信) 核心 ...
- javascript一些比较难理解的知识点
原文出处:https://segmentfault.com/a/1190000010371988 看了一下这篇文章,自己也手敲了一遍 //1. 立即执行函数 作用:将var变量的作用域限制于函数内,这 ...
- RestTemplate post如何传递参数
背景 今天跟同事接口联调,使用RestTemplate请求服务端的post接口(使用python开发).诡异的是,post请求,返回500 Internal Server Error,而使用get请求 ...
- java中接口实现多态举例
public class Test4 { public static void main(String[] args){ Instrument ss[]={new Wind(),new Piano() ...
- jdbc预编译
详见:http://blog.yemou.net/article/query/info/tytfjhfascvhzxcytp20 JAVA_JDBC预编译 相关知识点 什么是预编译语句? 预编译语句P ...