(转)Java线程：新特征-条件变量

Java线程：新特征-条件变量

条件变量是Java5线程中很重要的一个概念，顾名思义，条件变量就是表示条件的一种变量。但是必须说明，这里的条件是没有实际含义的，仅仅是个标记而已，并且条件的含义往往通过代码来赋予其含义。

这里的条件和普通意义上的条件表达式有着天壤之别。

条件变量都实现了java.util.concurrent.locks.Condition接口，条件变量的实例化是通过一个Lock对象上调用newCondition()方法来获取的，这样，条件就和一个锁对象绑定起来了。因此，Java中的条件变量只能和锁配合使用，来控制并发程序访问竞争资源的安全。

条件变量的出现是为了更精细控制线程等待与唤醒，在Java5之前，线程的等待与唤醒依靠的是Object对象的wait()和notify()/notifyAll()方法，这样的处理不够精细。

而在Java5中，一个锁可以有多个条件，每个条件上可以有多个线程等待，通过调用await()方法，可以让线程在该条件下等待。当调用signalAll()方法，又可以唤醒该条件下的等待的线程。有关Condition接口的API可以具体参考JavaAPI文档。

条件变量比较抽象，原因是他不是自然语言中的条件概念，而是程序控制的一种手段。

下面以一个银行存取款的模拟程序为例来揭盖Java多线程条件变量的神秘面纱：

有一个账户，多个用户（线程）在同时操作这个账户，有的存款有的取款，存款随便存，取款有限制，不能透支，任何试图透支的操作都将等待里面有足够存款才执行操作。

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
* Java线程：条件变量
*
* @author leizhimin 2009-11-5 10:57:29
*/
public class Test {
        public static void main(String[] args) {
                //创建并发访问的账户
                MyCount myCount = new MyCount("95599200901215522", 10000);
                //创建一个线程池
                ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
                Thread t1 = new SaveThread("张三", myCount, 2000);
                Thread t2 = new SaveThread("李四", myCount, 3600);
                Thread t3 = new DrawThread("王五", myCount, 2700);
                Thread t4 = new SaveThread("老张", myCount, 600);
                Thread t5 = new DrawThread("老牛", myCount, 1300);
                Thread t6 = new DrawThread("胖子", myCount, 800);
                //执行各个线程
                pool.execute(t1);
                pool.execute(t2);
                pool.execute(t3);
                pool.execute(t4);
                pool.execute(t5);
                pool.execute(t6);
                //关闭线程池
                pool.shutdown();
        }
}

/**
* 存款线程类
*/
class SaveThread extends Thread {
        private String name;                //操作人
        private MyCount myCount;        //账户
        private int x;                            //存款金额

SaveThread(String name, MyCount myCount, int x) {
                this.name = name;
                this.myCount = myCount;
                this.x = x;
        }

public void run() {
myCount.saving(x, name);
}
}

/**
* 取款线程类
*/
class DrawThread extends Thread {
        private String name;                //操作人
        private MyCount myCount;        //账户
        private int x;                            //存款金额

DrawThread(String name, MyCount myCount, int x) {
                this.name = name;
                this.myCount = myCount;
                this.x = x;
        }

public void run() {
myCount.drawing(x, name);
}
}

/**
* 普通银行账户，不可透支
*/
class MyCount {
        private String oid;                         //账号
        private int cash;                             //账户余额
        private Lock lock = new ReentrantLock();                //账户锁
        private Condition _save = lock.newCondition();    //存款条件
        private Condition _draw = lock.newCondition();    //取款条件

MyCount(String oid, int cash) {
                this.oid = oid;
                this.cash = cash;
        }

/**
         * 存款
         *
         * @param x        操作金额
         * @param name 操作人
         */
        public void saving(int x, String name) {
                lock.lock();                        //获取锁
                if (x > 0) {
                        cash += x;                    //存款
                        System.out.println(name + "存款" + x + "，当前余额为" + cash);
                }
                _draw.signalAll();            //唤醒所有等待线程。
                lock.unlock();                    //释放锁
        }

/**
         * 取款
         *
         * @param x        操作金额
         * @param name 操作人
         */
        public void drawing(int x, String name) {
                lock.lock();                                 //获取锁
                try {
                        if (cash - x < 0) {
                                _draw.await();             //阻塞取款操作
                        } else {
                                cash -= x;                     //取款
                                System.out.println(name + "取款" + x + "，当前余额为" + cash);
                        }
                        _save.signalAll();             //唤醒所有存款操作
                } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                } finally {
                        lock.unlock();                     //释放锁
                }
        }
}

李四存款3600，当前余额为13600
张三存款2000，当前余额为15600
老张存款600，当前余额为16200
老牛取款1300，当前余额为14900
胖子取款800，当前余额为14100
王五取款2700，当前余额为11400

Process finished with exit code 0

假如我们不用锁和条件变量，如何实现此功能呢？下面是实现代码：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
* Java线程：不用条件变量
*
* @author leizhimin 2009-11-5 10:57:29
*/
public class Test {
        public static void main(String[] args) {
                //创建并发访问的账户
                MyCount myCount = new MyCount("95599200901215522", 10000);
                //创建一个线程池
                ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
                Thread t1 = new SaveThread("张三", myCount, 2000);
                Thread t2 = new SaveThread("李四", myCount, 3600);
                Thread t3 = new DrawThread("王五", myCount, 2700);
                Thread t4 = new SaveThread("老张", myCount, 600);
                Thread t5 = new DrawThread("老牛", myCount, 1300);
                Thread t6 = new DrawThread("胖子", myCount, 800);
                //执行各个线程
                pool.execute(t1);
                pool.execute(t2);
                pool.execute(t3);
                pool.execute(t4);
                pool.execute(t5);
                pool.execute(t6);
                //关闭线程池
                pool.shutdown();
        }
}

SaveThread(String name, MyCount myCount, int x) {
                this.name = name;
                this.myCount = myCount;
                this.x = x;
        }

public void run() {
myCount.saving(x, name);
}
}

DrawThread(String name, MyCount myCount, int x) {
                this.name = name;
                this.myCount = myCount;
                this.x = x;
        }

public void run() {
myCount.drawing(x, name);
}
}

/**
* 普通银行账户，不可透支
*/
class MyCount {
private String oid; //账号
private int cash; //账户余额

MyCount(String oid, int cash) {
                this.oid = oid;
                this.cash = cash;
        }

/**
         * 存款
         *
         * @param x        操作金额
         * @param name 操作人
         */
        public synchronized void saving(int x,
String name) {
                if (x > 0) {
                        cash += x;                    //存款
                        System.out.println(name + "存款" + x + "，当前余额为" + cash);
                }
                notifyAll();            //唤醒所有等待线程。
        }

/**
         * 取款
         *
         * @param x        操作金额
         * @param name 操作人
         */
        public synchronized void drawing(int x,
String name) {
                if (cash - x < 0) {
                        try {
                                wait();
                        } catch (InterruptedException e1) {
                                e1.printStackTrace();
                        }
                } else {
                        cash -= x;                     //取款
                        System.out.println(name + "取款" + x + "，当前余额为" + cash);
                }
                notifyAll();             //唤醒所有存款操作
        }
}

输出结果为：

李四存款3600，当前余额为13600
王五取款2700，当前余额为10900
老张存款600，当前余额为11500
老牛取款1300，当前余额为10200
胖子取款800，当前余额为9400
张三存款2000，当前余额为11400

Process finished with exit code 0

结合先前同步代码知识，举一反三，将此例改为同步代码块来实现，代码如下：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
* Java线程：改为同步代码块
*
* @author leizhimin 2009-11-5 10:57:29
*/
public class Test {
        public static void main(String[] args) {
                //创建并发访问的账户
                MyCount myCount = new MyCount("95599200901215522", 10000);
                //创建一个线程池
                ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
                Thread t1 = new SaveThread("张三", myCount, 2000);
                Thread t2 = new SaveThread("李四", myCount, 3600);
                Thread t3 = new DrawThread("王五", myCount, 2700);
                Thread t4 = new SaveThread("老张", myCount, 600);
                Thread t5 = new DrawThread("老牛", myCount, 1300);
                Thread t6 = new DrawThread("胖子", myCount, 800);
                //执行各个线程
                pool.execute(t1);
                pool.execute(t2);
                pool.execute(t3);
                pool.execute(t4);
                pool.execute(t5);
                pool.execute(t6);
                //关闭线程池
                pool.shutdown();
        }
}

SaveThread(String name, MyCount myCount, int x) {
                this.name = name;
                this.myCount = myCount;
                this.x = x;
        }

public void run() {
myCount.saving(x, name);
}
}

DrawThread(String name, MyCount myCount, int x) {
                this.name = name;
                this.myCount = myCount;
                this.x = x;
        }

public void run() {
myCount.drawing(x, name);
}
}

/**
* 普通银行账户，不可透支
*/
class MyCount {
private String oid; //账号
private int cash; //账户余额

MyCount(String oid, int cash) {
                this.oid = oid;
                this.cash = cash;
        }

/**
         * 存款
         *
         * @param x        操作金额
         * @param name 操作人
         */
        public void saving(int x, String name) {
                if (x > 0) {
                        synchronized (this) {
                                cash += x;                    //存款
                                System.out.println(name + "存款" + x + "，当前余额为" + cash);
                                notifyAll();            //唤醒所有等待线程。
                        }
                }
        }

/**
         * 取款
         *
         * @param x        操作金额
         * @param name 操作人
         */
        public synchronized void drawing(int x,
String name) {
                synchronized (this) {
                        if (cash - x < 0) {
                                try {
                                        wait();
                                } catch (InterruptedException e1) {
                                        e1.printStackTrace();
                                }
                        } else {
                                cash -= x;                     //取款
                                System.out.println(name + "取款" + x + "，当前余额为" + cash);
                        }
                }
                notifyAll();             //唤醒所有存款操作
        }
}

Process finished with exit code 0

对比以上三种方式，从控制角度上讲，第一种最灵活，第二种代码最简单，第三种容易犯错。

(转)Java线程：新特征-条件变量的更多相关文章

Java线程新特征——Java并发库
一.线程池 Sun在Java5中,对Java线程的类库做了大量的扩展,其中线程池就是Java5的新特征之一,除了线程池之外,还有很多多线程相关的内容,为多线程的编程带来了极大便利.为了编写高效稳定 ...
Java多线程-新特征-阻塞队列ArrayBlockingQueue
阻塞队列是Java5线程新特征中的内容,Java定义了阻塞队列的接口java.util.concurrent.BlockingQueue,阻塞队列的概念是,一个指定长度的队列,如果队列满了,添加新元素 ...
Linux线程同步：条件变量
条件变量通过允许线程阻塞和等待另一个线程发送信号的方法弥补了互斥锁的不足,它常和互斥锁一起使用.使用时,条件变量被用来阻塞一个线程,当条件不满足时,线程往往解开相应的互斥锁并等待条件发生变化.一旦其它 ...
线程同步，条件变量pthread_cond_wait
与互斥锁不同,条件变量是用来等待而不是用来上锁的.条件变量用来自动阻塞一个线程,直到某特殊情况发生为止.条件变量使我们可以睡眠等待某种条件出现.条件变量是利用线程间共享的全局变量进行同步的一种机制,主 ...
（转）java线程安全问题之静态变量、实例变量、局部变量
java多线程编程中,存在很多线程安全问题,至于什么是线程安全呢,给出一个通俗易懂的概念还是蛮难的,如同<java并发编程实践>中所说: 写道给线程安全下定义比较困难.存在很多种定义,如 ...
java线程安全问题之静态变量、实例变量、局部变量
java多线程编程中,存在很多线程安全问题,至于什么是线程安全呢,给出一个通俗易懂的概念还是蛮难的,如同<java并发编程实践>中所说: 写道给线程安全下定义比较困难.存在很多种定义,如 ...
java多线程技术之条件变量
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 ...
[b0034] python 归纳 (十九)_线程同步_条件变量
代码: # -*- coding: utf-8 -*- """ 学习线程同步,使用条件变量逻辑: 生产消费者模型一个有3个大小的产品库,一个生产者负责生产,一个消费者 ...
linux线程同步(2)-条件变量
一.概述上一篇,介绍了互斥量.条件变量与互斥量不同,互斥量是防止多线程同时访问共享的互斥变量来保 ...

随机推荐

深入分析Java的String类的方法与特点
字符串是任何编程语言都必须支持的变量类型,有些编程语言是直接提供了原生的变量类型,有些编程语言则使用语法特性以 SDK 的形式提供支持.在Java编程平台中,对字符串的支持使用了后者的形式,就是通过在 ...
python之路第一篇
一.python环境的搭建 1.window下环境的搭建 (1).在 https://www.python.org/downloads/ 下载自己系统所需要的python版本 (2).安装python ...
dedecms 动态tab写法
项目要求要dedecms动态添加选项卡然后自己写了一个现在需要些tab的栏目下创建子栏目 (如果是首页需要顶级栏目) 如图我在案例下添加了3个子栏目然后每个子栏目里面添加需要在tab里面输出的内容 ...
[BZOJ2707]走迷宫
Description Morenan被困在了一个迷宫里.迷宫可以视为N个点M条边的有向图,其中Morenan处于起点S,迷宫的终点设为T.可惜的是,Morenan非常的脑小,他只会从一个点出发随机沿 ...
Rails核心组件
Action Pack 包含Action Controller,Action View,Action Dispatch 封装了MVC的VC功能 Action Mailer 开发电子邮件服务的框架 Ac ...
补：关于man关于SEE ALSO（参见）中代号与vim下常用命令
1.查阅/etc/issue文件时,使用man issue发现manual中see also出现motd(5), agetty(8), mingetty(8)字样.以及文档行首的issue(5)究竟是 ...
Java 9 揭秘（5. 实现服务）
Tips做一个终身学习的人. Implementing Services 在这章中,主要介绍如下内容: 什么服务,服务接口,服务提供者: 在 JDK 9之前和在JDK 9中如何实现服务如何使用Jav ...
tcp_wrapper 总结
一. 简介 tcp_wrapper:tcp包装器, 工作于库中的. 访问控制工具/组件 : 传输层和接近于应用层; 仅对使用tcp协议且在开发时调用了libwrap相关的服务程序有效. 二. 判 ...
ASP.NET Core 源码学习之 Options[3]:IOptionsSnapshot
在上一章中,介绍了 IOptions 的使用, 而我们知道,在ConfigurationBuilder的AddJsonFile中,有一个reloadOnChange参数,设置为true时,在配置文 ...
Objective-C 编码风格指南
本文转自:[Objective-C 编码风格指南 | www.samirchen.com][2] ## 背景保证自己的代码遵循团队统一的编码规范是一个码农的基本节操,能够进入一个有统一编码规范的团队 ...

(转)Java线程：新特征-条件变量

(转)Java线程：新特征-条件变量的更多相关文章

随机推荐

热门专题