关于等待队列(Condition Queue)
我们都熟悉wait/notify,它主要是实现线程间协作的,其常用的使用模式如下:
public synchronized void produce(T t) throws InterruptedException {
while (isFull()){
wait();
}
produce(t);
notifyAll();
}
public synchronized T consume() throws InterruptedException {
while (isEmpty()){
wait();
}
T t = consume();
notifyAll();
return t;
}
当条件满足,原来等待的线程就会立即被唤醒,这就要涉及到等待队列,等待队列中的是等待某类条件发生的线程。每一个对象都可以作为锁对象,也同时被当作一个等待队列,并具有wait,notify,notifyall方法,另见图:
判断条件总是涉及到一些状态,如集合是否已满,是否为空等等,这些状态变量必须被锁监控,因为线程在等待或者唤醒另一个线程前,需要访问、操作这些与条件相关的状态变量,而加锁可以保证状态的一致性。另外,正如上例所示,wait方法必须包含在while循环中,原因有二:
1、从线程被唤醒到重新获得锁的间隙,其他线程获取了锁并且改变了状态,使得条件重新变为false。
2、如果多种条件与一个等待队列关联,必须使用notifyAll,一个线程可能在条件不满足的情况下被唤醒,这时候需要重新检查条件。
对象的内置锁只有一个内置等待队列与其关联,这样多个唤醒条件不同的线程就必须在同一个等待队列上,唤醒线程时必须使用notifyAll,导致大部分不符合条件的线程将被唤醒并且参与锁竞争,上下文切换频繁,性能下降,当然,notifyAll是一种比较安全保险的做法。上次我们提过还有另一种实现锁的形式,即Lock,与其对应的是Condition,它可以根据不同的条件提供对应的condition,可将上述使用模式改装一下:
protected final Lock lock = new ReentrantLock();
private final Condition notFull = lock.newCondition();
private final Condition notEmpty = lock.newCondition();
public void produce(T t) throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (isFull()) {
notFull.await();
}
produce(t);
notEmpty.signal();
} finally {
lock.unlock();
}
}
public T consume() throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (isEmpty()) {
notEmpty.await();
}
T t = consume();
notFull.signal();
return t;
} finally {
lock.unlock();
}
}
通过wait/notify实现线程间协作,是需要一定的技巧的,初级的开发人员不一定能正确使用,我们可以使用一些并发工具类,像LinkedBlockingQueue,ConcurrentHashMap,CountDownLatch实现相应的功能,相关文章以后会陆续推出。
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