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Java高并发24-使用自定义锁生成一个消费模型

发布于2021-03-10 18:17 阅读(552) 评论(0) 点赞(25) 收藏(2)

一、使用自定义锁实现生成--消费模型

下面我们使用上节自定义的锁实现一个简单的生产--消费模型，代码如下：

package com.ruigege.LockSourceAnalysis6;

import java.util.Queue;
import java.util.concurrent.locks.Condition;

public class Test {
 final static NonReentrantLock lock = new NonReentrantLock();
 final static Condition notFull = lock.newCondition();
 final static Condition notEmpty = lock.newCondition();
 
 final static Queue<String> queue = new LinkedBlockingQueue<String>();
 final static int queueSize = 10;
 
 public static void main(String[] args) {
  Thread producer = new Thread(new Runnable() {
   public void run() {
    // 获取独占锁
    lock.lock();
    try {
     // (1)如果队列满了，则等待
     while(queue.size() == queueSize) {
      notEmpty.await();
     }
     // (2)添加元素到队列
     queue.add("ele");
     
     // (3)唤醒消费线程
     notFull.signalAll();
    }catch(Exception e) {
     e.printStackTrace();
    }finally {
     // 释放锁
     lock.unlock();
    }
   }
  });
  
  Thread consumer = new Thread(new Runnable() {
   public void run() {
    // 获取独占锁
    lock.lock();
    try {
     // 队列空，则等待
     while(0 == queue.size()) {
      notFull.await();
     }
     // 消费一个元素
     String ele = queue.poll();
     // 唤醒生产线程
     notEmpty.signalAll();
    }catch(Exception e) {
     e.printStackTrace();
    }finally {
     // 释放锁
     lock.unlock();
    }
   }
  });
  // 启动线程
  producer.start();
  consumer.start();
 }

}

如上代码首先创建了一个NonReentrantLock的一个对象lock,然后调用lock.newCondition创建了两个条件变量，用来进行生产者和消费者线程之间的同步。
在main函数中，首先创建了producer生产线程，在线程内部首先调用lock.lock()获取独占锁，然后判断当前队列是否已经满了，如果满了则调用notEmpty.await()阻塞挂起当前线程，需要注意的是，这里使用了while而不是if是为了避免虚假唤醒，如果队列不满则直接向队列里面添加元素，然后调用notFull.signalAll()唤醒所有因为消费元素而被i阻塞的消费线程，最后释放获取的锁。

二.使用自定义锁实现一个消费模型

package com.ruigege.LockSourceAnalysis6;

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;

public class NonReentrantLockME implements Lock,java.io.Serializable{
 // 内部帮助类
 private static class Sync extends AbstractQueueSynchronizer {
  // 是否锁已经被持有
  protected boolean isHeldExclusively() {
   return getState() == 1;
  }
  
  // 如果state为0，则尝试获取锁
  public boolean tryAcquire(int acquires) {
   assert acquires == 1;
   if(compareAndSetState(0,1)) {
    setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
    return true;
   }
   return false;
  }
  
  // 尝试释放锁，设置state为0
  protected boolean tryRelease(int release) {
   assert releases == 1;
   if(getState() == 0) {
    throw new IllegalMonitorStateException();
   }
   setExclusiveOwnerThread(null);
   setState(0);
   return true;
  }
  
  // 提供条件变量接口
  Condition newConditon() {
   return new ConditionObject();
  }
 }
 
 // 创建一个Sync来做具体的工作
 private final Sync sync = new Sync();
 
 public void lock() {
  sync.acquire(1);
 }
 
 public boolean tryLock() {
  return sync.tryAcquire(1);
 }
 
 public void unlock() {
  sync.release(1);
  
 }
 public Condition newCondition() {
  return sync.newConditon();
 }
 
 
 public boolean isLocked() {
  return sync.isHeldExclusively();
 }
 
 public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
  sync.acquireInterruptibly(1);
 }

 public boolean tryLock(long timeout,TimeUnit unit) throws InterruptedException {
  return sync.tryAcquireNanos(1,unit.toNanos(timeout));
 }
}

使用NonReentrantLock创建一个实例，然后调用newCondition方法来生成两个条件变量来进行生产者和消费者线程之间的同步。
在main函数中，首先创建了producer生产线程，在线程内部先获取了独占锁，然后看一下队列是否满了，如果满了，那就阻塞当前线程，如果没有满直接在队列中加入队列中，这里使用的while循环而不是使用if语句，这是为了避免虚假唤醒。然后调用notFull.sinalAll()唤醒所有因为消费元素而被阻塞的消费线程，最后释放了锁。
在main函数中创建了consumer线程，先获取独占锁，先判断队列有没有元素，如果没有元素，那么就先挂起当前线程，这里使用了while是为了避免虚假唤醒，如果队列中不为空，那么就拿出一个元素，然后唤醒因为队列满而被阻塞的生产线程，最后释放获取的锁。