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  • java线程 同步阻塞 唤醒
  • Java使用Condition唤醒指定线程

    千次阅读 2017-05-20 17:36:01
    首先创建一个功能类,用于实现线程的功能 public class MyService { private Lock lock = new ReentrantLock(); public void methodA() { try { lock.lock(); //加锁,作用相当于synchronized Syste

    使用ReentrantLock实现同步

    首先创建一个功能类,用于实现线程的功能


    public class MyService {
    	private Lock lock = new ReentrantLock();
    	public void methodA() {
    		try {
    			lock.lock();  //加锁,作用相当于synchronized
    			
    			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 进入methodA  并得到锁");
    			
    			Thread.sleep(2000);
    			
    		} catch (InterruptedException e) {
    			e.printStackTrace();
    		} finally {
    			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 离开methodA  并释放锁");
    			lock.unlock(); //释放锁
    		}
    		
    	}
    	
    	public void methodB() {
    		try {
    			lock.lock();
    			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 进入methodB  并得到锁");
    			Thread.sleep(2000);
    		} catch (InterruptedException e) {
    			e.printStackTrace();
    		} finally {
    			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 离开methodB  并释放锁");
    			lock.unlock();
    		}
    		
    	}
    }


    创建的四个线程,两个运行methodA,两个运行methodB

    public static void main(String[] args) {
    		final MyService service = new MyService();
    		new Thread(new Runnable() {
    
    			@Override
    			public void run() {
    				// TODO Auto-generated method stub
    				service.methodA();
    			}
    
    		}).start();
    		new Thread(new Runnable() {
    
    			@Override
    			public void run() {
    				// TODO Auto-generated method stub
    				service.methodA();
    			}
    
    		}).start();
    		
    		new Thread(new Runnable() {
    
    			@Override
    			public void run() {
    				// TODO Auto-generated method stub
    				service.methodB();
    			}
    
    		}).start();
    		new Thread(new Runnable() {
    
    			@Override
    			public void run() {
    				// TODO Auto-generated method stub
    				service.methodB();
    			}
    
    		}).start();
    
    	}

    运行结果:

    Thread-0 进入methodA  并得到锁
    Thread-0 离开methodA  并释放锁
    Thread-1 进入methodA  并得到锁
    Thread-1 离开methodA  并释放锁
    Thread-2 进入methodB  并得到锁
    Thread-2 离开methodB  并释放锁
    Thread-3 进入methodB  并得到锁
    Thread-3 离开methodB  并释放锁


    目前来看,lock和unlock之间是被锁定的,这一点和关键字synchronized作用相同



    使用Condition唤醒指定线程

    synchronized关键字与wait()和notify()/notifyAll()结合能够实现等待通知模型,但是却面临一个问题,就是,被wait()唤醒的线程是随机的,而notifyAll()唤醒的又是所有的,不能唤醒指定的线程。

    ReentrantLock借助于Condition就可以实现唤醒指定线程,这样在线程调度上更加灵活。


    public class MyService {
    	private Lock lock = new ReentrantLock();
    	private Condition condition  = lock.newCondition();
    	private Condition condition2 = lock.newCondition();
    	public void await1() {
    		try {
    			lock.lock();
    			System.out.println("执行 await1 方法");
    			condition.await();
    		} catch (InterruptedException e) {
    			e.printStackTrace();
    		} finally {
    			lock.unlock();
    			System.out.println("await1 锁释放了");
    		}
    	}
    	
    	public void await2() {
    		try {
    			lock.lock();
    			System.out.println("执行 await2 方法");
    			condition2.await();
    		} catch (InterruptedException e) {
    			e.printStackTrace();
    		} finally {
    			lock.unlock();
    			System.out.println("await2锁释放了");
    		}
    	}
    	
    	public void signal1() {
    		try {
    			lock.lock();
    			System.out.println("执行signal1方法");
    			condition.signal();
    			System.out.println("通知了await1 ");
    		} catch (Exception e) {
    			e.printStackTrace();
    		} finally {
    			lock.unlock();
    			
    		}
    	}
    	
    	public void signal2() {
    		try {
    			lock.lock();
    			System.out.println("执行signal2方法");
    			condition2.signal();
    			System.out.println("通知了await2 ");
    		} catch (Exception e) {
    			e.printStackTrace();
    		} finally {
    			lock.unlock();
    			
    		}
    	}
    }
    

    四个线程类

    public class ThreadA extends Thread{
    	private MyService service;
    	public ThreadA(MyService service) {
    		this.service = service;
    	}
    	
    	public void run() {
    		service.await1();
    	}
    }

    public class ThreadAA extends Thread{
    	private MyService service;
    	public ThreadAA(MyService service) {
    		this.service = service;
    	}
    	
    	public void run() {
    		service.await2();
    	}
    }
    ThreadB用于唤醒由condition等待的线程
    public class ThreadB extends Thread{
    	private MyService service;
    	public ThreadB(MyService service) {
    		this.service = service;
    	}
    	
    	public void run() {
    		service.signal1();
    	}
    }
    threadBB用于唤醒由condition2等待的线程
    public class ThreadBB extends Thread {
    	private MyService service;
    	public ThreadBB(MyService service) {
    		this.service = service;
    	}
    	
    	public void run() {
    		service.signal2();
    	}
    }


    public static void main(String[] args) {
    	MyService service = new MyService();
    	ThreadA threadA = new ThreadA(service);
    	ThreadAA threadAA = new ThreadAA(service);
    	ThreadB threadB = new ThreadB(service);
    	ThreadBB threadBB = new ThreadBB(service);
    	
    	try {
    		threadA.start();
    		threadAA.start();
    		Thread.sleep(300);
    		threadB.start();
    		ThreadA.sleep(3000);
    		threadBB.start();
    	} catch (InterruptedException e) {
    		e.printStackTrace();
    	}
    }




    运行结果:


    执行 await1 方法
    执行 await2 方法
    执行signal1方法    //threadB只唤醒了由condition等待的线程
    通知了await1 
    await1 锁释放了
    执行signal2方法
    通知了await2 
    await2锁释放了


    展开全文
  • import java.util.concurrent.locks.Condition; import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; /** * Bruk.liu * A执行完调用B,B执行完调用C,C执行完调用A */ ...
    package com.liu.pc;
    
    import java.util.concurrent.locks.Condition;
    import java.util.concurrent.locks.Lock;
    import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
    
    /**
     * Bruk.liu
     * A执行完调用B,B执行完调用C,C执行完调用A
     */
    public class C {
        public static void main(String[] args) {
            Data3 data = new Data3();
    
            new Thread(()->{
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    data.printA();
                }
            },"A").start();
            
            new Thread(()->{
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    data.printB();
                }
            },"B").start();
            
            new Thread(()->{
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    data.printC();
                }
            },"C").start();
        }
    }
    
    //资源类
    class Data3{
        //创建Lock锁
       private Lock lock = new ReentrantLock();
        //同步监视器
        Condition condition1 = lock.newCondition();
        Condition condition2 = lock.newCondition();
        Condition condition3 = lock.newCondition();
        private int number = 1;//1就是A执行,2就是B执行
    
       public void printA(){
            lock.lock();
           try {
               while(number != 1){
                   //等待
                   condition1.await();
               }
               System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"===>AAAAAAAAA");
               //唤醒指定线程
               number = 2;
               condition2.signal();
           } catch (Exception e) {
               e.printStackTrace();
           } finally {
               lock.unlock();
           }
       }
    
        public void printB(){
            lock.lock();
            try {
                while(number != 2){
                    //等待
                    condition2.await();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"===>BBBBBBBB");
                //唤醒指定线程
                number = 3;
                condition3.signal();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }
    
        public void printC(){
            lock.lock();
            try {
                while(number != 3){
                    //等待
                    condition3.await();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"===>CCCCCCCCC");
                //唤醒指定线程
                number = 1;
                condition1.signal();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }
    
    
    
    
    }
    

     

    展开全文
  • 唤醒指定线程

    千次阅读 2019-05-28 09:59:32
    一、简单 俗话说,没有比较就没有伤害。...在没有LockSupport之前,线程的挂起和唤醒咱们都是通过Object的wait和notify/notifyAll方法实现。 写一段例子代码,线程A执行一段业务逻辑后调用wait阻...

    本文出自 https://www.cnblogs.com/qingquanzi/p/8228422.html

    一、简单 

    俗话说,没有比较就没有伤害。这里咱们还是通过对比来介绍LockSupport的简单。

    在没有LockSupport之前,线程的挂起和唤醒咱们都是通过Object的wait和notify/notifyAll方法实现。

    写一段例子代码,线程A执行一段业务逻辑后调用wait阻塞住自己。主线程调用notify方法唤醒线程A,线程A然后打印自己执行的结果。

     

    public class TestObjWait {
    
        public static void main(String[] args)throws Exception {
            final Object obj = new Object();
            Thread A = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    int sum = 0;
                    for(int i=0;i<10;i++){
                        sum+=i;
                    }
                    try {
                        obj.wait();
                    }catch (Exception e){
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(sum);
                }
            });
            A.start();
            //睡眠一秒钟,保证线程A已经计算完成,阻塞在wait方法
            Thread.sleep(1000);
            obj.notify();
        }
    }

     

     

    执行这段代码,不难发现这个错误:

    Exception in thread "main" java.lang.IllegalMonitorStateException
        at java.lang.Object.notify(Native Method)

    原因很简单,wait和notify/notifyAll方法只能在同步代码块里用(这个有的面试官也会考察)。所以将代码修改为如下就可正常运行了:

    public class TestObjWait {
    
        public static void main(String[] args)throws Exception {
            final Object obj = new Object();
            Thread A = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    int sum = 0;
                    for(int i=0;i<10;i++){
                        sum+=i;
                    }
                    try {
                        synchronized (obj){
                            obj.wait();
                        }
                    }catch (Exception e){
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(sum);
                }
            });
            A.start();
            //睡眠一秒钟,保证线程A已经计算完成,阻塞在wait方法
            Thread.sleep(1000);
            synchronized (obj){
                obj.notify();
            }
        }
    }

     

     

    那如果咱们换成LockSupport呢?简单得很,看代码:

     

    public class TestObjWait {
    
        public static void main(String[] args)throws Exception {
            Thread A = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    int sum = 0;
                    for(int i=0;i<10;i++){
                        sum+=i;
                    }
                    LockSupport.park();
                    System.out.println(sum);
                }
            });
            A.start();
            //睡眠一秒钟,保证线程A已经计算完成,阻塞在wait方法
            Thread.sleep(1000);
            LockSupport.unpark(A);
        }
    }

     

    直接调用就可以了,没有说非得在同步代码块里才能用。简单吧。

    二、灵活

    如果只是LockSupport在使用起来比Object的wait/notify简单,那还真没必要专门讲解下LockSupport。最主要的是灵活性。

    上边的例子代码中,主线程调用了Thread.sleep(1000)方法来等待线程A计算完成进入wait状态。如果去掉Thread.sleep()调用,代码如下:

     

    public class TestObjWait {
    
        public static void main(String[] args)throws Exception {
            final Object obj = new Object();
            Thread A = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    int sum = 0;
                    for(int i=0;i<10;i++){
                        sum+=i;
                    }
                    try {
                        synchronized (obj){
                            obj.wait();
                        }
                    }catch (Exception e){
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(sum);
                }
            });
            A.start();
            //睡眠一秒钟,保证线程A已经计算完成,阻塞在wait方法
            //Thread.sleep(1000);
            synchronized (obj){
                obj.notify();
            }
        }
    }

     

     

    多运行几次上边的代码,有的时候能够正常打印结果并退出程序,但有的时候线程无法打印结果阻塞住了。原因就在于:主线程调用完notify后,线程A才进入wait方法,导致线程A一直阻塞住。由于线程A不是后台线程,所以整个程序无法退出。

    那如果换做LockSupport呢?LockSupport就支持主线程先调用unpark后,线程A再调用park而不被阻塞吗?是的,没错。代码如下:

     

    public class TestObjWait {
    
        public static void main(String[] args)throws Exception {
            final Object obj = new Object();
            Thread A = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    int sum = 0;
                    for(int i=0;i<10;i++){
                        sum+=i;
                    }
                    LockSupport.park();
                    System.out.println(sum);
                }
            });
            A.start();
            //睡眠一秒钟,保证线程A已经计算完成,阻塞在wait方法
            //Thread.sleep(1000);
            LockSupport.unpark(A);
        }
    }

    复制代码

     

    不管你执行多少次,这段代码都能正常打印结果并退出。这就是LockSupport最大的灵活所在。

     

    总结一下,LockSupport比Object的wait/notify有两大优势

    ①LockSupport不需要在同步代码块里 。所以线程间也不需要维护一个共享的同步对象了,实现了线程间的解耦。

    ②unpark函数可以先于park调用,所以不需要担心线程间的执行的先后顺序。

     

    三、应用广泛

    LockSupport在Java的工具类用应用很广泛,咱们这里找几个例子感受感受。以Java里最常用的类ThreadPoolExecutor为例。先看如下代码:

     

    public class TestObjWait {
    
        public static void main(String[] args)throws Exception {
            ArrayBlockingQueue<Runnable> queue = new ArrayBlockingQueue<Runnable>(1000);
            ThreadPoolExecutor poolExecutor = new ThreadPoolExecutor(5,5,1000, TimeUnit.SECONDS,queue);
    
            Future<String> future = poolExecutor.submit(new Callable<String>() {
                @Override
                public String call() throws Exception {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
                    return "hello";
                }
            });
            String result = future.get();
            System.out.println(result);
        }
    }

     代码中我们向线程池中扔了一个任务,然后调用Future的get方法,同步阻塞等待线程池的执行结果。

    这里就要问了:get方法是如何组塞住当前线程?线程池执行完任务后又是如何唤醒线程的呢?

    咱们跟着源码一步步分析,先看线程池的submit方法的实现:

    在submit方法里,线程池将我们提交的基于Callable实现的任务,封装为基于RunnableFuture实现的任务,然后将任务提交到线程池执行,并向当前线程返回RunnableFutrue。

    进入newTaskFor方法,就一句话:return new FutureTask<T>(callable);

    所以,咱们主线程调用future的get方法就是FutureTask的get方法,线程池执行的任务对象也是FutureTask的实例。

    接下来看看FutureTask的get方法的实现:

    比较简单,就是判断下当前任务是否执行完毕,如果执行完毕直接返回任务结果,否则进入awaitDone方法阻塞等待。

    awaitDone方法里,首先会用到上节讲到的cas操作,将线程封装为WaitNode,保持下来,以供后续唤醒线程时用。再就是调用了LockSupport的park/parkNanos组塞住当前线程。

     

    上边已经说完了阻塞等待任务结果的逻辑,接下来再看看线程池执行完任务,唤醒等待线程的逻辑实现。

    前边说了,咱们提交的基于Callable实现的任务,已经被封装为FutureTask任务提交给了线程池执行,任务的执行就是FutureTask的run方法执行。如下是FutureTask的run方法:

    c.call()就是执行我们提交的任务,任务执行完后调用了set方法,进入set方法发现set方法调用了finishCompletion方法,想必唤醒线程的工作就在这里边了,看看代码实现吧:

    没错就在这里边,先是通过cas操作将所有等待的线程拿出来,然后便使用LockSupport的unpark唤醒每个线程。

     

    在使用线程池的过程中,不知道你有没有这么一个疑问:线程池里没有任务时,线程池里的线程在干嘛呢?

    看过我的这篇文章《线程池的工作原理与源码解读》的读者一定知道,线程会调用队列的take方法阻塞等待新任务。那队列的take方法是不是也跟Future的get方法实现一样呢?咱们来看看源码实现。

    以ArrayBlockingQueue为例,take方法实现如下:

    与想象的有点出入,他是使用了Lock的Condition的await方法实现线程阻塞。但当我们继续追下去进入await方法,发现还是使用了LockSupport:

    限于篇幅,jdk里的更多应用就不再追下去了。

     

    四、LockSupport的实现

    学习要知其然,还要知其所以然。接下来不妨看看LockSupport的实现。

    进入LockSupport的park方法,可以发现它是调用了Unsafe的park方法,这是一个本地native方法,只能通过openjdk的源码看看其本地实现了。 

    它调用了线程的Parker类型对象的park方法,如下是Parker类的定义:

    类中定义了一个int类型的_counter变量,咱们上文中讲灵活性的那一节说,可以先执行unpark后执行park,就是通过这个变量实现,看park方法的实现代码(由于方法比较长就不整体截图了):

    park方法会调用Atomic::xchg方法,这个方法会原子性的将_counter赋值为0,并返回赋值前的值。如果调用park方法前,_counter大于0,则说明之前调用过unpark方法,所以park方法直接返回。

    接着往下看:

    实际上Parker类用Posix的mutex,condition来实现的阻塞唤醒。如果对mutex和condition不熟,可以简单理解为mutex就是Java里的synchronized,condition就是Object里的wait/notify操作。

    park方法里调用pthread_mutex_trylock方法,就相当于Java线程进入Java的同步代码块,然后再次判断_counter是否大于零,如果大于零则将_counter设置为零。最后调用pthread_mutex_unlock解锁,相当于Java执行完退出同步代码块。如果_counter不大于零,则继续往下执行pthread_cond_wait方法,实现当前线程的阻塞。

     

    最后再看看unpark方法的实现吧,这块就简单多了,直接上代码:

    图中的1和4就相当于Java的进入synchronized和退出synchronized的加锁解锁操作,代码2将_counter设置为1,同时判断先前_counter的值是否小于1,即这段代码:if(s<1)。如果不小于1,则就不会有线程被park,所以方法直接执行完毕,否则就会执行代码3,来唤醒被阻塞的线程。

     

    通过阅读LockSupport的本地实现,我们不难发现这么个问题:多次调用unpark方法和调用一次unpark方法效果一样,因为都是直接将_counter赋值为1,而不是加1。简单说就是:线程A连续调用两次LockSupport.unpark(B)方法唤醒线程B,然后线程B调用两次LockSupport.park()方法, 线程B依旧会被阻塞。因为两次unpark调用效果跟一次调用一样,只能让线程B的第一次调用park方法不被阻塞,第二次调用依旧会阻塞。

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  • package learn.thread;import java.util.concurrent.locks.Condition; import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks....Condition,实现唤醒指定的部分线程 */ public class Demo1
    package learn.thread;
    
    import java.util.concurrent.locks.Condition;
    import java.util.concurrent.locks.Lock;
    import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
    
    /*
    Condition,实现唤醒指定的部分线程
     */
    public class Demo15 {
    
        static Lock lock = new ReentrantLock();
        static int count = 0;
        static Condition conditionA = lock.newCondition();// 必须配合lock.lock()使用
        static Condition conditionB = lock.newCondition();// 必须配合lock.lock()使用
    
        public static void main(String[] args) {
            Thread t1 = new Thread() {
    
                @Override
                public void run() {
                    lock.lock();
                    if (count < 5) {
                        System.out.println("线程1未达到业务要求,暂停中,等待线程2处理到达到要求后唤醒");
                        try {
                            conditionA.await();// 暂停线程并释放锁
                            System.out.println("conditionA被唤醒");
                            conditionB.await();
                            System.out.println("conditionB被唤醒");
                            System.out.println("我是线程1后面的代码");
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
    
                    }
                    lock.unlock();
                }
    
            };
    
            Thread t2 = new Thread() {
    
                @Override
                public void run() {
                    lock.lock();
                    while (count < 10) {
                        count++;
                        System.out.println("线程2业务处理中: " + count);
                        try {
                            Thread.sleep(1000);
                            if (count == 5) {
                                conditionA.signal();
                                System.out.println("唤醒线程1");
                                lock.unlock();// 调用signal()方法后,线程2并不会释放锁,需要手动释放线程2才会执行
                            }
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    try {
                        lock.lock();// 不加这个会报java.lang.IllegalMonitorStateException
                        System.out.println("等待3秒后conditionB会被唤醒");
                        Thread.sleep(3000);
                        conditionB.signal();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    lock.unlock();// 这里释放锁,线程2执行完,线程1才会执行
                }
    
            };
    
            t1.start();
            t2.start();
    
        }
    
    }
    // 线程1未达到业务要求,暂停中,等待线程2处理到达到要求后唤醒
    // 线程2业务处理中: 1
    // 线程2业务处理中: 2
    // 线程2业务处理中: 3
    // 线程2业务处理中: 4
    // 线程2业务处理中: 5
    // 唤醒线程1
    // 线程2业务处理中: 6
    // conditionA被唤醒
    // 线程2业务处理中: 7
    // 线程2业务处理中: 8
    // 线程2业务处理中: 9
    // 线程2业务处理中: 10
    // 等待3秒后conditionB会被唤醒
    // conditionB被唤醒
    // 我是线程1后面的代码
    
    
    
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