多线程学习笔记（六）之锁对象Lock

一时失言乱红尘 2022-06-16 04:40 394阅读 0赞

# 接口Lock #

首先我们回顾下同步代码块，例如：

Object obj = new Object();
    void show(){
        synchronized(obj){
            code...
        }
    }

同步代码块对锁的操作是隐式的，执行完同步代码块中的内容，自动释放锁。而Lock将锁封装成为了对象，即把对锁操作的隐式操作换成了显示操作。可以将如上代码改写：

Lock lock = new ReentrantLock();
    void show(){
    
        lock.lock();//获取锁
        code...
        lock.unlock();//释放锁
    
    }

jdk1.5之后将同步和锁封装成了对象，并将操作锁的隐式方式定义到了该对象中，将隐式动作变成了显示动作。  
上述代码中存在隐患，例如code部门产生异常throw Exception的话，会导致后面代码无法执行，即没有释放锁，因此需要将释放锁的操作放在finally块中。

Lock lock = new ReentrantLock();
    void show(){
    
        lock.lock();//获取锁
        try{
            code...//access the resource protected by this lock
        }finally{
            lock.unlock();//释放锁
        }   
    
    }

Condition newCondition():返回绑定到此Lock实例的新Condition实例

# 接口Condition #

public interface 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。

条件（也称为条件队列或条件变量）为线程提供一个含义，以便在某个状态条件现在可能为true的另一个线程通知它之前，一直挂起该线程（即让其“等待”）。因为访问此共享状态信息发生在不同的线程中，所以它必须受保护，因此要将某种形式的锁与该条件相关联。等待提供一个条件的主要属性是：以原子方式释放相关的锁，并挂起当前线程，就像Object.wait做的那样。

Condition实例实质上被绑定到一个锁上。要为特定Lock实例获得Condition实例，请使用其newCondition()方法。

具体是什么意思呢，个人用自己的理解白话解释下：

正常的传统synchronized块方式，**每个锁对象obj对应有一套*\*wait，notify，notifyAll方法（因为不同锁对象的wait和notify是不起作用的），而Condition对wait，notify，notifyAll方法进行了封装，***多个Condition对象可以同时所属于同一个Lock锁对象\*

## 常用方法： ##

*  await():造成当前线程在接收到信号或被中断之前一直处于等待状态
 *  await(long time,TimeUnit unit):造成当前线程在接收到信号、被中断或者到达指定等待时间之前一直处于等待状态
 *  signal():唤醒一个等待线程
 *  signalAll()：唤醒所有等待线程

## 传统锁与Condition使用简单对比 ##

传统方式：

class Object{
        
        wait();
        notify();
        notifyAll();
    }
    class Demo extends Object{
        
    }
    Demo d = new Demo();
    synchronized(d){
        d.wait;
    }

Condition方式：

interface Condition{
        await();
        signal();
        signalAll();
    }
    Lock lock = new ReentrantLock();
    Condition c1 = lock.newCondition();//根据锁对象lock获取一组监视器对象
    Condition c2 = lock.newCondition();//第二组监视器

**由上可以发现Lock的目的是为了替代同步，Condition的目的是为了替代Object中的方法**

# Lock方式实现学习笔记（五）中的需求 #

class ResourceDemo{
        
        private String name;
        private int count;
        private boolean flag = false;
        //生产者
        //创建一个锁对象
        Lock lock = new ReentrantLock();
        //通过已有的锁获取该锁上的监视器对象
        Condition con = lock.newCondition();
        public void set(String name){
            lock.lock();
            try{
                while (flag){
                    try{
                        con.await();
                    }catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                this.name = name + count;
                count++;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...生产者..."+this.name);
                flag = true;
                //notifyAll();
                con.signalAll();
            }finally {
                lock.unlock();
            }
        }
        //消费者
        public  void out(){
            lock.lock();//获取锁
            try{
                while (!flag){
                    try{
                        con.await();
                    }catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"......消费者......"+this.name);
                flag = false;
                //notifyAll();
                con.signalAll();
            }finally {
                lock.unlock();
            }
        }
    }
    
    //生产者
    class Producer implements Runnable{
        
        private ResourceDemo r;
        Producer(ResourceDemo r){
            this.r = r;
        }
        public void run(){
            while (true){
                r.set("烤鸭");
            }
        }
    }
    //消费者
    class Consumer implements Runnable{
        
        private ResourceDemo r;
        Consumer(ResourceDemo r){
            this.r = r;
        }
        public void run(){
            while (true){
                r.out();
            }
        }
    }
    
    
    
    public class ProducerConsumerDemo {
        
        public static void main(String[] args){
            ResourceDemo r = new ResourceDemo();
            Producer pro = new Producer(r);
            Consumer con = new Consumer(r);
    
            //四个线程，两个负责生产，两个负责消费
            Thread t0 = new Thread(pro);
            Thread t1 = new Thread(pro);
            Thread t2 = new Thread(con);
            Thread t3 = new Thread(con);
    
            t0.start();
            t1.start();
            t2.start();
            t3.start();
        }
    }

**注意点：**

*  使用while而不是if
 *  使用signalAll()而不是signal()

具体原因解释可以参见之前博客：[http://blog.csdn.net/megustas\_jjc/article/details/71107387][http_blog.csdn.net_megustas_jjc_article_details_71107387]

# Lock优势 #

使用两个监视器，一组监视生产者，一组监视消费者，而之前的传统方法要想实现，需要两个锁，因为传统方式一把锁上只有一组监视器，而Lock的方式，一把锁上可以绑定多组监视器。因此可以实现“**唤醒对方线程**”，解决了之前传统方法notifyAll方式的效率低的问题。

# 最终Lock方式的实现代码 #

class ResourceDemo{
        private String name;
        private int count;
        private boolean flag = false;
        //生产者
        //创建一个锁对象
        Lock lock = new ReentrantLock();
        //通过已有的锁获取两组监视器，一组监视生产者，一组监视消费者
        Condition producer_con = lock.newCondition();
        Condition consumer_con = lock.newCondition();
        public void set(String name){
            lock.lock();
            try{
                while (flag){
                    try{
                        producer_con.await();
                    }catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                this.name = name + count;
                count++;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...生产者..."+this.name);
                flag = true;
                //notifyAll();
                consumer_con.signalAll();
            }finally {
                lock.unlock();
            }
        }
        //消费者
        public  void out(){
            lock.lock();//获取锁
            try{
                while (!flag){
                    try{
                        consumer_con.await();
                    }catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"......消费者......"+this.name);
                flag = false;
                //notifyAll();
                producer_con.signalAll();
            }finally {
                lock.unlock();
            }
        }
    }
    
    //生产者
    class Producer implements Runnable{
        private ResourceDemo r;
        Producer(ResourceDemo r){
            this.r = r;
        }
        public void run(){
            while (true){
                r.set("烤鸭");
            }
        }
    }
    //消费者
    class Consumer implements Runnable{
        private ResourceDemo r;
        Consumer(ResourceDemo r){
            this.r = r;
        }
        public void run(){
            while (true){
                r.out();
            }
        }
    }
    
    
    
    public class ProducerConsumerDemo {
        public static void main(String[] args){
            ResourceDemo r = new ResourceDemo();
            Producer pro = new Producer(r);
            Consumer con = new Consumer(r);
    
            //四个线程，两个负责生产，两个负责消费
            Thread t0 = new Thread(pro);
            Thread t1 = new Thread(pro);
            Thread t2 = new Thread(con);
            Thread t3 = new Thread(con);
    
            t0.start();
            t1.start();
            t2.start();
            t3.start();
        }
    }

[http_blog.csdn.net_megustas_jjc_article_details_71107387]: http://blog.csdn.net/megustas_jjc/article/details/71107387