java lock await方法会释放掉当前锁 标准的生产者消费者问题
2017-11-29 16:17
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In all cases, before this method can return the current thread must
re-acquire the lock associated with this condition. When the
thread returns it is guaranteed to hold this lock.
会释放，其他线程执行Condition.signal()，之前的线程会重新获得锁，继续执行，
AbstractQueuedSynchronizer.java 第2040行，释放锁
//往篮子里面放馒头
public void push(ManTou m){
lock.lock();
try {
while(max == manTous.size()){
System.out.println("篮子是满的，待会儿再生产...");
full.await();
}
manTous.add(m);
empty.signal();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
lock.unlock();
}
}
//往篮子里面取馒头
public ManTou pop(){
ManTou m = null;
lock.lock();
try {
while(manTous.size() == 0){
System.out.println("篮子是空的，待会儿再吃...");
empty.await();
}
m = manTous.removeFirst();
full.signal();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
lock.unlock();
return m;
}
}
对于上面例子push full.await()执行后，
manTous.add(m);
empty.signal();
不在执行，直接执行finally方法 释放掉锁，
不会影响其他线程执行remove之类的函数
对于其他线程增加push方法 也会进入await状态
当pop函数执行 后，集合可以再次push可以执行 ,full.signal(); 唤醒 await状态线程的push操作。
以下转载:
生产消费实例 参考
java 并发包下的提供Lock，Lock相对于Synchronized可以更好的解决线程同步问题，更加的灵活和高效，并且ReadWriteLock锁还能实现读、写的分离。但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。阻塞队列(BlockingQueue)就是使用condition的和lock实现的。可以查看：Java并发编程-阻塞队列(BlockingQueue)的实现原理
Condition
那么引入本篇的主角，Condition，Condition 将 Object的通信方法（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 通信方法的使用。
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。
Condition的强大之处在于它可以为多个线程间建立不同的Condition， 使用synchronized/wait()只有一个阻塞队列，notifyAll会唤起所有阻塞队列下的线程，而使用lock/condition，可以实现多个阻塞队列，signalAll只会唤起某个阻塞队列下的阻塞线程。
下面用两种方式编写生产者/消费者模式代码加以说明。
- 使用synchronized/wait()实现生产者消费者模式如下：
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- 使用lock/condition实现生产者消费者模式如下：
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- 当生产者执行put方法时，调用notEmpty.signalAll()只会唤醒notEmpty.await()下的消费者线程。
- 当消费者执行塔克方法时，调用notFull.signalAll()只会唤醒notFull.await()下的消费者线程。
另一篇:
在使用Lock之前，我们都使用Object 的wait和notify实现同步的。举例来说，一个producer和consumer，consumer发现没有东西了，等待，produer生成东西了，唤醒。
有了lock后，世道变了，现在是：
为了突出区别，省略了若干细节。区别有三点：
1. lock不再用synchronize把同步代码包装起来；
2. 阻塞需要另外一个对象condition；
3. 同步和唤醒的对象是condition而不是lock，对应的方法是await和signal，而不是wait和notify。
为什么需要使用condition呢？简单一句话，lock更灵活。以前的方式只能有一个等待队列，在实际应用时可能需要多个，比如读和写。为了这个灵活性，lock将同步互斥控制和等待队列分离开来，互斥保证在某个时刻只有一个线程访问临界区（lock自己完成），等待队列负责保存被阻塞的线程（condition完成）。
通过查看ReentrantLock的源代码发现，condition其实是等待队列的一个管理者，condition确保阻塞的对象按顺序被唤醒。
在Lock的实现中，LockSupport被用来实现线程状态的改变，后续将更进一步研究LockSupport的实现机制。
[java] view
plain copy
package com.thread;
import java.util.LinkedList;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
* 使用Lock来实现生产者和消费者问题
*
*
*
*/
public class ProducerConsumer {
public static void main(String[] args) {
Basket b = new Basket();
Product p = new Product(b);
Consumer c = new Consumer(b);
Consumer c1 = new Consumer(b);
new Thread(p).start();
new Thread(c).start();
new Thread(c1).start();
}
}
//馒头
class ManTou{
int id;
public ManTou(int id) {
this.id = id;
}
@Override
public String toString() {
return "ManTou"+id;
}
}
//装馒头的篮子
class Basket{
int max = 6;
LinkedList<ManTou> manTous = new LinkedList<ManTou>();
Lock lock = new ReentrantLock(); //锁对象
Condition full = lock.newCondition(); //用来监控篮子是否满的Condition实例
Condition empty = lock.newCondition(); //用来监控篮子是否空的Condition实例
//往篮子里面放馒头
public void push(ManTou m){
lock.lock();
try {
while(max == manTous.size()){
System.out.println("篮子是满的，待会儿再生产...");
full.await();
}
manTous.add(m);
empty.signal();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
lock.unlock();
}
}
//往篮子里面取馒头
public ManTou pop(){
ManTou m = null;
lock.lock();
try {
while(manTous.size() == 0){
System.out.println("篮子是空的，待会儿再吃...");
empty.await();
}
m = manTous.removeFirst();
full.signal();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
lock.unlock();
return m;
}
}
}
//生产者
class Product implements Runnable{
Basket basket;
public Product(Basket basket) {
this.basket = basket;
}
public void run() {
for (int i = 0; i < 40; i++) {
ManTou m = new ManTou(i);
basket.push(m);
System.out.println("生产了"+m);
try {
Thread.sleep((int)(Math.random()*2000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
//消费者
class Consumer implements Runnable{
Basket basket;
public Consumer(Basket basket) {
this.basket = basket;
}
public void run() {
for (int i = 0; i < 20; i++) {
try {
Thread.sleep((int)(Math.random()*2000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
ManTou m = basket.pop();
System.out.println("消费了"+m);
}
}
}
re-acquire the lock associated with this condition. When the
thread returns it is guaranteed to hold this lock.
会释放，其他线程执行Condition.signal()，之前的线程会重新获得锁，继续执行，
AbstractQueuedSynchronizer.java 第2040行，释放锁
//往篮子里面放馒头
public void push(ManTou m){
lock.lock();
try {
while(max == manTous.size()){
System.out.println("篮子是满的，待会儿再生产...");
full.await();
}
manTous.add(m);
empty.signal();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
lock.unlock();
}
}
//往篮子里面取馒头
public ManTou pop(){
ManTou m = null;
lock.lock();
try {
while(manTous.size() == 0){
System.out.println("篮子是空的，待会儿再吃...");
empty.await();
}
m = manTous.removeFirst();
full.signal();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
lock.unlock();
return m;
}
}
对于上面例子push full.await()执行后，
manTous.add(m);
empty.signal();
不在执行，直接执行finally方法 释放掉锁，
不会影响其他线程执行remove之类的函数
对于其他线程增加push方法 也会进入await状态
当pop函数执行 后，集合可以再次push可以执行 ,full.signal(); 唤醒 await状态线程的push操作。
以下转载:
生产消费实例 参考
java 并发包下的提供Lock，Lock相对于Synchronized可以更好的解决线程同步问题，更加的灵活和高效，并且ReadWriteLock锁还能实现读、写的分离。但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。阻塞队列(BlockingQueue)就是使用condition的和lock实现的。可以查看：Java并发编程-阻塞队列(BlockingQueue)的实现原理
Condition
那么引入本篇的主角，Condition，Condition 将 Object的通信方法（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 通信方法的使用。
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。
Condition的强大之处在于它可以为多个线程间建立不同的Condition， 使用synchronized/wait()只有一个阻塞队列，notifyAll会唤起所有阻塞队列下的线程，而使用lock/condition，可以实现多个阻塞队列，signalAll只会唤起某个阻塞队列下的阻塞线程。
下面用两种方式编写生产者/消费者模式代码加以说明。
- 使用synchronized/wait()实现生产者消费者模式如下：
//模拟生产和消费的对象
class Buffer {
private int maxSize;
private List<Date> storage;
Buffer(int size){
maxSize=size;
storage=new LinkedList<>();
}
//生产方法
public synchronized void put() {
try {
while (storage.size() ==maxSize ){//如果队列满了
System.out.print(Thread.currentThread().getName()+": wait \n");;
wait();//阻塞线程
}
storage.add(new Date());
System.out.print(Thread.currentThread().getName()+": put:"+storage.size()+ "\n");
Thread.sleep(1000);
notifyAll();//唤起线程
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
//消费方法
public synchronized void take() {
try {
while (storage.size() ==0 ){//如果队列满了
System.out.print(Thread.currentThread().getName()+": wait \n");;
wait();//阻塞线程
}
Date d=((LinkedList<Date>)storage).poll();
System.out.print(Thread.currentThread().getName()+": take:"+storage.size()+ "\n");
Thread.sleep(1000);
notifyAll();//唤起线程
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
//生产者
class Producer implements Runnable{
private Buffer buffer;
Producer(Buffer b){
buffer=b;
}
@Override
public void run() {
while(true){
buffer.put();
}
}
}
//消费者
class Consumer implements Runnable{
private Buffer buffer;
Consumer(Buffer b){
buffer=b;
}
@Override
public void run() {
while(true){
buffer.take();
}
}
}
//
public class Main{
public static void main(String[] arg){
Buffer buffer=new Buffer(10);
Producer producer=new Producer(buffer);
Consumer consumer=new Consumer(buffer);
//创建线程执行生产和消费
for(int i=0;i<3;i++){
new Thread(producer,"producer-"+i).start();
}
for(int i=0;i<3;i++){
new Thread(consumer,"consumer-"+i).start();
}
}
}12
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- 使用lock/condition实现生产者消费者模式如下：
import java.util.Date;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
class Buffer {
private final Lock lock;
private final Condition notFull;
private final Condition notEmpty;
private int maxSize;
private List<Date> storage;
Buffer(int size){
//使用锁lock，并且创建两个condition，相当于两个阻塞队列
lock=new ReentrantLock();
notFull=lock.newCondition();
notEmpty=lock.newCondition();
maxSize=size;
storage=new LinkedList<>();
}
public void put() {
lock.lock();
try {
while (storage.size() ==maxSize ){//如果队列满了
System.out.print(Thread.currentThread().getName()+": wait \n");;
notFull.await();//阻塞生产线程
}
storage.add(new Date());
System.out.print(Thread.currentThread().getName()+": put:"+storage.size()+ "\n");
Thread.sleep(1000);
notEmpty.signalAll();//唤醒消费线程
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}finally{
lock.unlock();
}
}
public void take() {
lock.lock();
try {
while (storage.size() ==0 ){//如果队列满了
System.out.print(Thread.currentThread().getName()+": wait \n");;
notEmpty.await();//阻塞消费线程
}
Date d=((LinkedList<Date>)storage).poll();
System.out.print(Thread.currentThread().getName()+": take:"+storage.size()+ "\n");
Thread.sleep(1000);
notFull.signalAll();//唤醒生产线程
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}finally{
lock.unlock();
}
}
}
class Producer implements Runnable{
private Buffer buffer;
Producer(Buffer b){
buffer=b;
}
@Override
public void run() {
while(true){
buffer.put();
}
}
}
class Consumer implements Runnable{
private Buffer buffer;
Consumer(Buffer b){
buffer=b;
}
@Override
public void run() {
while(true){
buffer.take();
}
}
}
public class Main{
public static void main(String[] arg){
Buffer buffer=new Buffer(10);
Producer producer=new Producer(buffer);
Consumer consumer=new Consumer(buffer);
for(int i=0;i<3;i++){
new Thread(producer,"producer-"+i).start();
}
for(int i=0;i<3;i++){
new Thread(consumer,"consumer-"+i).start();
}
}
}12
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- 当生产者执行put方法时，调用notEmpty.signalAll()只会唤醒notEmpty.await()下的消费者线程。
- 当消费者执行塔克方法时，调用notFull.signalAll()只会唤醒notFull.await()下的消费者线程。
另一篇:
Lock的await/singal 和 Object的wait/notify 的区别
在使用Lock之前，我们都使用Object 的wait和notify实现同步的。举例来说，一个producer和consumer，consumer发现没有东西了，等待，produer生成东西了，唤醒。| 线程consumer | 线程producer |
| synchronize(obj){ obj.wait();//没东西了，等待 } | synchronize(obj){ obj.notify();//有东西了，唤醒 } |
| lock.lock(); condition.await(); lock.unlock(); | lock.lock(); condition.signal(); lock.unlock(); |
1. lock不再用synchronize把同步代码包装起来；
2. 阻塞需要另外一个对象condition；
3. 同步和唤醒的对象是condition而不是lock，对应的方法是await和signal，而不是wait和notify。
为什么需要使用condition呢？简单一句话，lock更灵活。以前的方式只能有一个等待队列，在实际应用时可能需要多个，比如读和写。为了这个灵活性，lock将同步互斥控制和等待队列分离开来，互斥保证在某个时刻只有一个线程访问临界区（lock自己完成），等待队列负责保存被阻塞的线程（condition完成）。
通过查看ReentrantLock的源代码发现，condition其实是等待队列的一个管理者，condition确保阻塞的对象按顺序被唤醒。
在Lock的实现中，LockSupport被用来实现线程状态的改变，后续将更进一步研究LockSupport的实现机制。
[java] view
plain copy
package com.thread;
import java.util.LinkedList;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
* 使用Lock来实现生产者和消费者问题
*
*
*
*/
public class ProducerConsumer {
public static void main(String[] args) {
Basket b = new Basket();
Product p = new Product(b);
Consumer c = new Consumer(b);
Consumer c1 = new Consumer(b);
new Thread(p).start();
new Thread(c).start();
new Thread(c1).start();
}
}
//馒头
class ManTou{
int id;
public ManTou(int id) {
this.id = id;
}
@Override
public String toString() {
return "ManTou"+id;
}
}
//装馒头的篮子
class Basket{
int max = 6;
LinkedList<ManTou> manTous = new LinkedList<ManTou>();
Lock lock = new ReentrantLock(); //锁对象
Condition full = lock.newCondition(); //用来监控篮子是否满的Condition实例
Condition empty = lock.newCondition(); //用来监控篮子是否空的Condition实例
//往篮子里面放馒头
public void push(ManTou m){
lock.lock();
try {
while(max == manTous.size()){
System.out.println("篮子是满的，待会儿再生产...");
full.await();
}
manTous.add(m);
empty.signal();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
lock.unlock();
}
}
//往篮子里面取馒头
public ManTou pop(){
ManTou m = null;
lock.lock();
try {
while(manTous.size() == 0){
System.out.println("篮子是空的，待会儿再吃...");
empty.await();
}
m = manTous.removeFirst();
full.signal();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
lock.unlock();
return m;
}
}
}
//生产者
class Product implements Runnable{
Basket basket;
public Product(Basket basket) {
this.basket = basket;
}
public void run() {
for (int i = 0; i < 40; i++) {
ManTou m = new ManTou(i);
basket.push(m);
System.out.println("生产了"+m);
try {
Thread.sleep((int)(Math.random()*2000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
//消费者
class Consumer implements Runnable{
Basket basket;
public Consumer(Basket basket) {
this.basket = basket;
}
public void run() {
for (int i = 0; i < 20; i++) {
try {
Thread.sleep((int)(Math.random()*2000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
ManTou m = basket.pop();
System.out.println("消费了"+m);
}
}
}
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