接近一周没更新《Java线程》专栏了,主要是这周工作上比较忙,生活上也比较忙,呵呵,进入正题,上一篇讲述了并发包下的Lock,Lock可以更好的解决线程同步问题,使之更面向对象,并且ReadWriteLock在处理同步时更强大,那么同样,线程间仅仅互斥是不够的,还需要通信,本篇的内容是基于上篇之上,使用Lock如何处理线程通信。

        那么引入本篇的主角,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。下面将之前写过的一个线程通信的例子替换成用Condition实现(Java线程(三)),代码如下:

  1. public class ThreadTest2 {  
  2.     public static void main(String[] args) {  
  3.         final Business business = new Business();  
  4.         new Thread(new Runnable() {  
  5.             @Override  
  6.             public void run() {  
  7.                 threadExecute(business, "sub");  
  8.             }  
  9.         }).start();  
  10.         threadExecute(business, "main");  
  11.     }     
  12.     public static void threadExecute(Business business, String threadType) {  
  13.         for(int i = 0; i < 100; i++) {  
  14.             try {  
  15.                 if("main".equals(threadType)) {  
  16.                     business.main(i);  
  17.                 } else {  
  18.                     business.sub(i);  
  19.                 }  
  20.             } catch (InterruptedException e) {  
  21.                 e.printStackTrace();  
  22.             }  
  23.         }  
  24.     }  
  25. }  
  26. class Business {  
  27.     private boolean bool = true;  
  28.     private Lock lock = new ReentrantLock();  
  29.     private Condition condition = lock.newCondition();   
  30.     public /*synchronized*/ void main(int loop) throws InterruptedException {  
  31.         lock.lock();  
  32.         try {  
  33.             while(bool) {                 
  34.                 condition.await();//this.wait();  
  35.             }  
  36.             for(int i = 0; i < 100; i++) {  
  37.                 System.out.println("main thread seq of " + i + ", loop of " + loop);  
  38.             }  
  39.             bool = true;  
  40.             condition.signal();//this.notify();  
  41.         } finally {  
  42.             lock.unlock();  
  43.         }  
  44.     }     
  45.     public /*synchronized*/ void sub(int loop) throws InterruptedException {  
  46.         lock.lock();  
  47.         try {  
  48.             while(!bool) {  
  49.                 condition.await();//this.wait();  
  50.             }  
  51.             for(int i = 0; i < 10; i++) {  
  52.                 System.out.println("sub thread seq of " + i + ", loop of " + loop);  
  53.             }  
  54.             bool = false;  
  55.             condition.signal();//this.notify();  
  56.         } finally {  
  57.             lock.unlock();  
  58.         }  
  59.     }  
  60. }  
        在Condition中,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,这里注意,Condition是被绑定到Lock上的,要创建一个Lock的Condition必须用newCondition()方法。

        这样看来,Condition和传统的线程通信没什么区别,Condition的强大之处在于它可以为多个线程间建立不同的Condition,下面引入API中的一段代码,加以说明。

  1. class BoundedBuffer {  
  2.    final Lock lock = new ReentrantLock();//锁对象  
  3.    final Condition notFull  = lock.newCondition();//写线程条件   
  4.    final Condition notEmpty = lock.newCondition();//读线程条件   
  5.   
  6.    final Object[] items = new Object[100];//缓存队列  
  7.    int putptr/*写索引*/, takeptr/*读索引*/, count/*队列中存在的数据个数*/;  
  8.   
  9.    public void put(Object x) throws InterruptedException {  
  10.      lock.lock();  
  11.      try {  
  12.        while (count == items.length)//如果队列满了   
  13.          notFull.await();//阻塞写线程  
  14.        items[putptr] = x;//赋值   
  15.        if (++putptr == items.length) putptr = 0;//如果写索引写到队列的最后一个位置了,那么置为0  
  16.        ++count;//个数++  
  17.        notEmpty.signal();//唤醒读线程  
  18.      } finally {  
  19.        lock.unlock();  
  20.      }  
  21.    }  
  22.   
  23.    public Object take() throws InterruptedException {  
  24.      lock.lock();  
  25.      try {  
  26.        while (count == 0)//如果队列为空  
  27.          notEmpty.await();//阻塞读线程  
  28.        Object x = items[takeptr];//取值   
  29.        if (++takeptr == items.length) takeptr = 0;//如果读索引读到队列的最后一个位置了,那么置为0  
  30.        --count;//个数--  
  31.        notFull.signal();//唤醒写线程  
  32.        return x;  
  33.      } finally {  
  34.        lock.unlock();  
  35.      }  
  36.    }   
  37.  }  
        这是一个处于多线程工作环境下的缓存区,缓存区提供了两个方法,put和take,put是存数据,take是取数据,内部有个缓存队列,具体变量和方法说明见代码,这个缓存区类实现的功能:有多个线程往里面存数据和从里面取数据,其缓存队列(先进先出后进后出)能缓存的最大数值是100,多个线程间是互斥的,当缓存队列中存储的值达到100时,将写线程阻塞,并唤醒读线程,当缓存队列中存储的值为0时,将读线程阻塞,并唤醒写线程,下面分析一下代码的执行过程:

        1. 一个写线程执行,调用put方法;

        2. 判断count是否为100,显然没有100;

        3. 继续执行,存入值;

        4. 判断当前写入的索引位置++后,是否和100相等,相等将写入索引值变为0,并将count+1;

        5. 仅唤醒读线程阻塞队列中的一个;

        6. 一个读线程执行,调用take方法;

        7. ……

        8. 仅唤醒写线程阻塞队列中的一个。

        这就是多个Condition的强大之处,假设缓存队列中已经存满,那么阻塞的肯定是写线程,唤醒的肯定是读线程,相反,阻塞的肯定是读线程,唤醒的肯定是写线程,那么假设只有一个Condition会有什么效果呢,缓存队列中已经存满,这个Lock不知道唤醒的是读线程还是写线程了,如果唤醒的是读线程,皆大欢喜,如果唤醒的是写线程,那么线程刚被唤醒,又被阻塞了,这时又去唤醒,这样就浪费了很多时间。

        本文来自:高爽|Coder,原文地址:http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/7481142,转载请注明。