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  • 在看线程同步的问题之前,我们先看一个生活中的小例子:我拿着银行卡去ATM取钱,假如我的卡里有3000块,我要取走2000,这个时候,ATM会去银行的数据库里查询我的账户是否有2000以上的余额,如果有,就会让我取走,...

    1、为什么会有锁?

    在看线程同步的问题之前,我们先看一个生活中的小例子:

    我拿着银行卡去ATM取钱,假如我的卡里有3000块,我要取走2000,这个时候,ATM会去银行的数据库里查询我的账户是否有2000以上的余额,如果有,就会让我取走,不幸的是,这个时候,我女朋友也来银行取钱,只不过她在前台取钱,她直接取走了3000,这个时候我的卡里已经没钱了,而我也肯定也不能取出2000了。

    我们可以这样想,上面例子中的我和女朋友是两个线程,我们在访问同一块资源,也就是一个账户,这个情况下,是不允许在一个线程访问的时候,另一个线程来打断的,就像我在取钱的时候,我女朋友是不能取的,不能打断我。

    我们先来看一段代码:

    public class TestThread01 implements Runnable{

    Timer timer = new Timer();

    public static void main(String[] args) {

    TestThread01 t = new TestThread01();

    Thread t1 = new Thread(t);

    Thread t2 = new Thread(t);

    t1.setName("t1");

    t2.setName("t2");

    t1.start();

    t2.start();

    }

    public void run(){

    timer.add(Thread.currentThread().getName());

    }

    }

    class Timer{

    private static int num = 0;

    public static void add(String name){

    num++;

    try {

    Thread.sleep(1);

    } catch (InterruptedException e) {

    }

    System.out.println(name +":你是第"+num+"使用timer的线程");

    }

    }

    上面的代码我们就能看出两个线程去访问同一个资源,也就是timer的add方法,看一下运行结果:

    t1:你是第2使用timer的线程

    t2:你是第2使用timer的线程

    结果为什么是这样呢?

    我们分析一下:

    t1启动,访问add方法,num++变为1,这时,t1睡眠,t2启动,t2访问add,num是1,++之后变为2,t2睡眠,t1再继续访问,打印“t1:你是第2使用timer的线程”,然后t1结束,t2继续打印“t2:你是第2使用timer的线程”。

    我们这就见到了线程的打断,有的人可能会说是因为sleep了一毫秒,所以才会这样,其实不然,如果没有sleep,也有可能会被打断,也有可能会正确执行。

    2、对象互斥锁的用法?

    解决方法01:给可能竞争的资源对象加上互斥锁,synchronized (this),锁定当前对象。

    class Timer{

    private static int num = 0;

    public void add(String name){

    synchronized (this) {

    num++;

    try {

    Thread.sleep(1);

    } catch (InterruptedException e) {

    }

    System.out.println(name +":你是第"+num+"使用timer的线程");

    }

    }

    }

    这时的执行结果:

    t1:你是第1使用timer的线程

    t2:你是第2使用timer的线程

    解决方法02:给竞争的方法加上锁

    class Timer{

    private static int num = 0;

    public synchronized void add(String name){

    num++;

    try {

    Thread.sleep(1);

    } catch (InterruptedException e) {

    }

    System.out.println(name +":你是第"+num+"使用timer的线程");

    }

    }

    结果也是对的。

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  • 其它读写,写写,写读都是互斥的哟。 package demo.thread; import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock; public class MyService { private ReentrantReadWriteLock lock = ...

    只有读读是并发的,

    其它读写,写写,写读都是互斥的哟。

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    package demo.thread;
    
    import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
    
    public class MyService {
    	
    	private ReentrantReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
    	public void read() {
    		try {
    			try {
    				lock.readLock().lock();
    				System.out.println("Get read lock" + Thread.currentThread().getName() 
    						+ " " + System.currentTimeMillis());
    				Thread.sleep(1000L);
    			} finally {
    				lock.readLock().unlock();
    			}
    		} catch (InterruptedException e) {
    			e.printStackTrace();
    		}
    	}
    	
    	public void write() {
    		try {
    			try {
    				lock.writeLock().lock();
    				System.out.println("Get read lock" + Thread.currentThread().getName() 
    						+ " " + System.currentTimeMillis());
    				Thread.sleep(1000L);
    			} finally {
    				lock.writeLock().unlock();
    			}
    		} catch (InterruptedException e) {
    			e.printStackTrace();
    		}
    	}
    
    	
    
    }
    


    package demo.thread;
    
    public class ThreadA extends Thread {
    	private MyService service;
    	
    	public ThreadA(MyService service) {
    		super();
    		this.service = service;
    	}
    	
    	@Override
    	public void run() {
    		service.read();
    	}
    
    }
    


    package demo.thread;
    
    public class ThreadB extends Thread {
    	private MyService service;
    	
    	public ThreadB(MyService service) {
    		super();
    		this.service = service;
    	}
    	
    	@Override
    	public void run() {
    		service.write();;
    	}
    
    }
    


    package demo.thread;
    
    public class Run  {
    
    	public static void main(String[] args)  throws InterruptedException {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		final MyService service = new MyService();
    		
    		ThreadA a = new ThreadA(service);
    		a.setName("A");
    		a.start();
    		
    		Thread.sleep(1000);
    		
    		ThreadB b = new ThreadB(service);
    		b.setName("B");
    		b.start();
    		
    
    	}
    
    }
    

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  • Java多线程中的对象互斥锁

    千次阅读 2018-01-07 15:16:36
    在看线程同步的问题之前,我们先看一个生活中的小例子: 我拿着银行卡去ATM取钱,假如我的卡里有3000块,我要取走2000,这个时候,ATM会去银行的数据库里查询我的账户是否有2000以上的余额,如果有,就会让我取走,...

    1、为什么会有锁?

    在看线程同步的问题之前,我们先看一个生活中的小例子:
    我拿着银行卡去ATM取钱,假如我的卡里有3000块,我要取走2000,这个时候,ATM会去银行的数据库里查询我的账户是否有2000以上的余额,如果有,就会让我取走,不幸的是,这个时候,我女朋友也来银行取钱,只不过她在前台取钱,她直接取走了3000,这个时候我的卡里已经没钱了,而我也肯定也不能取出2000了。

    我们可以这样想,上面例子中的我和女朋友是两个线程,我们在访问同一块资源,也就是一个账户,这个情况下,是不允许在一个线程访问的时候,另一个线程来打断的,就像我在取钱的时候,我女朋友是不能取的,不能打断我。

    我们先来看一段代码:

    public class TestThread01 implements Runnable{
    
    Timer timer = new Timer();
    public static void main(String[] args) {
        TestThread01 t = new TestThread01();
        Thread t1 = new Thread(t);
        Thread t2 = new Thread(t);
        t1.setName("t1");
        t2.setName("t2");
        t1.start();
        t2.start();
    }
    public void run(){
        timer.add(Thread.currentThread().getName());
    }
    }
    class Timer{
    private static int num = 0;
    public static void add(String name){
        num++;
        try {
            Thread.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
    
        }
        System.out.println(name +":你是第"+num+"使用timer的线程");
    }
    }
    

    上面的代码我们就能看出两个线程去访问同一个资源,也就是timer的add方法,看一下运行结果:

    t1:你是第2使用timer的线程
    t2:你是第2使用timer的线程
    

    结果为什么是这样呢?

    我们分析一下:
    t1启动,访问add方法,num++变为1,这时,t1睡眠,t2启动,t2访问add,num是1,++之后变为2,t2睡眠,t1再继续访问,打印“t1:你是第2使用timer的线程”,然后t1结束,t2继续打印“t2:你是第2使用timer的线程”。

    我们这就见到了线程的打断,有的人可能会说是因为sleep了一毫秒,所以才会这样,其实不然,如果没有sleep,也有可能会被打断,也有可能会正确执行。

    2、对象互斥锁的用法?

    解决方法01:给可能竞争的资源对象加上互斥锁,synchronized (this),锁定当前对象。

    class Timer{
    private static int num = 0;
    public void add(String name){
        synchronized (this) {
        num++;
        try {
            Thread.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
    
        }
        System.out.println(name +":你是第"+num+"使用timer的线程");
    }
    }
    }
    

    这时的执行结果:

     t1:你是第1使用timer的线程
     t2:你是第2使用timer的线程
    

    解决方法02:给竞争的方法加上锁

    class Timer{
    private static int num = 0;
    public synchronized void add(String name){
    
        num++;
        try {
            Thread.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
    
        }
        System.out.println(name +":你是第"+num+"使用timer的线程");
    
    }
    }
    

    结果也是对的。

    展开全文
  • Java多线程并发程序使用互斥锁有synchronized和ReentrantLock两种方式,这里我们来详解Java多线程编程中互斥锁ReentrantLock类用法:
  • 0.关于互斥锁所谓互斥锁, 指是一次最多只能有一个线程持有锁. 在jdk1.5之前, 我们通常使用synchronized机制控制线程对共享资源访问. 而现在, Lock提供了比synchronized机制更广泛锁定操作, Lock和...

    0.关于互斥锁

    所谓互斥锁, 指的是一次最多只能有一个线程持有的锁. 在jdk1.5之前, 我们通常使用synchronized机制控制多个线程对共享资源的访问. 而现在, Lock提供了比synchronized机制更广泛的锁定操作, Lock和synchronized机制的主要区别:

    synchronized机制提供了对与每个对象相关的隐式监视器锁的访问, 并强制所有锁获取和释放均要出现在一个块结构中, 当获取了多个锁时, 它们必须以相反的顺序释放. synchronized机制对锁的释放是隐式的, 只要线程运行的代码超出了synchronized语句块范围, 锁就会被释放. 而Lock机制必须显式的调用Lock对象的unlock()方法才能释放锁, 这为获取锁和释放锁不出现在同一个块结构中, 以及以更自由的顺序释放锁提供了可能。

    1. ReentrantLock介绍ReentrantLock是一个可重入的互斥锁,又被称为“独占锁”。

    顾名思义,ReentrantLock锁在同一个时间点只能被一个线程锁持有;而可重入的意思是,ReentrantLock锁,可以被单个线程多次获取。

    ReentrantLock分为“公平锁”和“非公平锁”。它们的区别体现在获取锁的机制上是否公平。“锁”是为了保护竞争资源,防止多个线程同时操作线程而出错,ReentrantLock在同一个时间点只能被一个线程获取(当某线程获取到“锁”时,其它线程就必须等待);ReentraantLock是通过一个FIFO的等待队列来管理获取该锁所有线程的。在“公平锁”的机制下,线程依次排队获取锁;而“非公平锁”在锁是可获取状态时,不管自己是不是在队列的开头都会获取锁。

    ReentrantLock函数列表

    // 创建一个 ReentrantLock ,默认是“非公平锁”。

    ReentrantLock()

    // 创建策略是fair的 ReentrantLock。fair为true表示是公平锁,fair为false表示是非公平锁。

    ReentrantLock(boolean fair)

    // 查询当前线程保持此锁的次数。

    int getHoldCount()

    // 返回目前拥有此锁的线程,如果此锁不被任何线程拥有,则返回 null。

    protected Thread getOwner()

    // 返回一个 collection,它包含可能正等待获取此锁的线程。

    protected Collection getQueuedThreads()

    // 返回正等待获取此锁的线程估计数。

    int getQueueLength()

    // 返回一个 collection,它包含可能正在等待与此锁相关给定条件的那些线程。

    protected Collection getWaitingThreads(Condition condition)

    // 返回等待与此锁相关的给定条件的线程估计数。

    int getWaitQueueLength(Condition condition)

    // 查询给定线程是否正在等待获取此锁。

    boolean hasQueuedThread(Thread thread)

    // 查询是否有些线程正在等待获取此锁。

    boolean hasQueuedThreads()

    // 查询是否有些线程正在等待与此锁有关的给定条件。

    boolean hasWaiters(Condition condition)

    // 如果是“公平锁”返回true,否则返回false。

    boolean isFair()

    // 查询当前线程是否保持此锁。

    boolean isHeldByCurrentThread()

    // 查询此锁是否由任意线程保持。

    boolean isLocked()

    // 获取锁。

    void lock()

    // 如果当前线程未被中断,则获取锁。

    void lockInterruptibly()

    // 返回用来与此 Lock 实例一起使用的 Condition 实例。

    Condition newCondition()

    // 仅在调用时锁未被另一个线程保持的情况下,才获取该锁。

    boolean tryLock()

    // 如果锁在给定等待时间内没有被另一个线程保持,且当前线程未被中断,则获取该锁。

    boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit)

    // 试图释放此锁。

    void unlock()

    2. ReentrantLock示例通过对比“示例1”和“示例2”,我们能够清晰的认识lock和unlock的作用

    2.1 示例1

    import java.util.concurrent.locks.Lock;

    import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

    // LockTest1.java

    // 仓库

    class Depot {

    private int size; // 仓库的实际数量

    private Lock lock; // 独占锁

    public Depot() {

    this.size = 0;

    this.lock = new ReentrantLock();

    }

    public void produce(int val) {

    lock.lock();

    try {

    size += val;

    System.out.printf("%s produce(%d) --> size=%d\n",

    Thread.currentThread().getName(), val, size);

    } finally {

    lock.unlock();

    }

    }

    public void consume(int val) {

    lock.lock();

    try {

    size -= val;

    System.out.printf("%s consume(%d)

    Thread.currentThread().getName(), val, size);

    } finally {

    lock.unlock();

    }

    }

    };

    // 生产者

    class Producer {

    private Depot depot;

    public Producer(Depot depot) {

    this.depot = depot;

    }

    // 消费产品:新建一个线程向仓库中生产产品。

    public void produce(final int val) {

    new Thread() {

    public void run() {

    depot.produce(val);

    }

    }.start();

    }

    }

    // 消费者

    class Customer {

    private Depot depot;

    public Customer(Depot depot) {

    this.depot = depot;

    }

    // 消费产品:新建一个线程从仓库中消费产品。

    public void consume(final int val) {

    new Thread() {

    public void run() {

    depot.consume(val);

    }

    }.start();

    }

    }

    public class LockTest1 {

    public static void main(String[] args) {

    Depot mDepot = new Depot();

    Producer mPro = new Producer(mDepot);

    Customer mCus = new Customer(mDepot);

    mPro.produce(60);

    mPro.produce(120);

    mCus.consume(90);

    mCus.consume(150);

    mPro.produce(110);

    }

    }

    运行结果:

    Thread-0 produce(60) --> size=60

    Thread-1 produce(120) --> size=180

    Thread-3 consume(150)

    Thread-2 consume(90)

    Thread-4 produce(110) --> size=50

    结果分析:

    (1) Depot 是个仓库。通过produce()能往仓库中生产货物,通过consume()能消费仓库中的货物。通过独占锁lock实现对仓库的互斥访问:在操作(生产/消费)仓库中货品前,会先通过lock()锁住仓库,操作完之后再通过unlock()解锁。

    (2) Producer是生产者类。调用Producer中的produce()函数可以新建一个线程往仓库中生产产品。

    (3) Customer是消费者类。调用Customer中的consume()函数可以新建一个线程消费仓库中的产品。

    (4) 在主线程main中,我们会新建1个生产者mPro,同时新建1个消费者mCus。它们分别向仓库中生产/消费产品。

    根据main中的生产/消费数量,仓库最终剩余的产品应该是50。运行结果是符合我们预期的!

    这个模型存在两个问题:

    (1) 现实中,仓库的容量不可能为负数。但是,此模型中的仓库容量可以为负数,这与现实相矛盾!

    (2) 现实中,仓库的容量是有限制的。但是,此模型中的容量确实没有限制的!

    这两个问题,我们稍微会讲到如何解决。现在,先看个简单的示例2;通过对比“示例1”和“示例2”,我们能更清晰的认识lock(),unlock()的用途。

    2.2 示例2

    import java.util.concurrent.locks.Lock;

    import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

    // LockTest2.java

    // 仓库

    class Depot {

    private int size; // 仓库的实际数量

    private Lock lock; // 独占锁

    public Depot() {

    this.size = 0;

    this.lock = new ReentrantLock();

    }

    public void produce(int val) {

    // lock.lock();

    // try {

    size += val;

    System.out.printf("%s produce(%d) --> size=%d\n",

    Thread.currentThread().getName(), val, size);

    // } catch (InterruptedException e) {

    // } finally {

    // lock.unlock();

    // }

    }

    public void consume(int val) {

    // lock.lock();

    // try {

    size -= val;

    System.out.printf("%s consume(%d)

    Thread.currentThread().getName(), val, size);

    // } finally {

    // lock.unlock();

    // }

    }

    };

    // 生产者

    class Producer {

    private Depot depot;

    public Producer(Depot depot) {

    this.depot = depot;

    }

    // 消费产品:新建一个线程向仓库中生产产品。

    public void produce(final int val) {

    new Thread() {

    public void run() {

    depot.produce(val);

    }

    }.start();

    }

    }

    // 消费者

    class Customer {

    private Depot depot;

    public Customer(Depot depot) {

    this.depot = depot;

    }

    // 消费产品:新建一个线程从仓库中消费产品。

    public void consume(final int val) {

    new Thread() {

    public void run() {

    depot.consume(val);

    }

    }.start();

    }

    }

    public class LockTest2 {

    public static void main(String[] args) {

    Depot mDepot = new Depot();

    Producer mPro = new Producer(mDepot);

    Customer mCus = new Customer(mDepot);

    mPro.produce(60);

    mPro.produce(120);

    mCus.consume(90);

    mCus.consume(150);

    mPro.produce(110);

    }

    }

    (某一次)运行结果:

    Thread-0 produce(60) --> size=-60

    Thread-4 produce(110) --> size=50

    Thread-2 consume(90)

    Thread-1 produce(120) --> size=-60

    Thread-3 consume(150)

    结果说明:

    “示例2”在“示例1”的基础上去掉了lock锁。在“示例2”中,仓库中最终剩余的产品是-60,而不是我们期望的50。原因是我们没有实现对仓库的互斥访问。

    2.3 示例3在“示例3”中,我们通过Condition去解决“示例1”中的两个问题:“仓库的容量不可能为负数”以及“仓库的容量是有限制的”。

    解决该问题是通过Condition。Condition是需要和Lock联合使用的:通过Condition中的await()方法,能让线程阻塞[类似于wait()];通过Condition的signal()方法,能让唤醒线程[类似于notify()]。

    import java.util.concurrent.locks.Lock;

    import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

    import java.util.concurrent.locks.Condition;

    // LockTest3.java

    // 仓库

    class Depot {

    private int capacity; // 仓库的容量

    private int size; // 仓库的实际数量

    private Lock lock; // 独占锁

    private Condition fullCondtion; // 生产条件

    private Condition emptyCondtion; // 消费条件

    public Depot(int capacity) {

    this.capacity = capacity;

    this.size = 0;

    this.lock = new ReentrantLock();

    this.fullCondtion = lock.newCondition();

    this.emptyCondtion = lock.newCondition();

    }

    public void produce(int val) {

    lock.lock();

    try {

    // left 表示“想要生产的数量”(有可能生产量太多,需多此生产)

    int left = val;

    while (left > 0) {

    // 库存已满时,等待“消费者”消费产品。

    while (size >= capacity)

    fullCondtion.await();

    // 获取“实际生产的数量”(即库存中新增的数量)

    // 如果“库存”+“想要生产的数量”>“总的容量”,则“实际增量”=“总的容量”-“当前容量”。(此时填满仓库)

    // 否则“实际增量”=“想要生产的数量”

    int inc = (size+left)>capacity ? (capacity-size) : left;

    size += inc;

    left -= inc;

    System.out.printf("%s produce(%3d) --> left=%3d, inc=%3d, size=%3d\n",

    Thread.currentThread().getName(), val, left, inc, size);

    // 通知“消费者”可以消费了。

    emptyCondtion.signal();

    }

    } catch (InterruptedException e) {

    } finally {

    lock.unlock();

    }

    }

    public void consume(int val) {

    lock.lock();

    try {

    // left 表示“客户要消费数量”(有可能消费量太大,库存不够,需多此消费)

    int left = val;

    while (left > 0) {

    // 库存为0时,等待“生产者”生产产品。

    while (size <= 0)

    emptyCondtion.await();

    // 获取“实际消费的数量”(即库存中实际减少的数量)

    // 如果“库存”

    // 否则,“实际消费量”=“客户要消费的数量”。

    int dec = (size

    size -= dec;

    left -= dec;

    System.out.printf("%s consume(%3d)

    Thread.currentThread().getName(), val, left, dec, size);

    fullCondtion.signal();

    }

    } catch (InterruptedException e) {

    } finally {

    lock.unlock();

    }

    }

    public String toString() {

    return "capacity:"+capacity+", actual size:"+size;

    }

    };

    // 生产者

    class Producer {

    private Depot depot;

    public Producer(Depot depot) {

    this.depot = depot;

    }

    // 消费产品:新建一个线程向仓库中生产产品。

    public void produce(final int val) {

    new Thread() {

    public void run() {

    depot.produce(val);

    }

    }.start();

    }

    }

    // 消费者

    class Customer {

    private Depot depot;

    public Customer(Depot depot) {

    this.depot = depot;

    }

    // 消费产品:新建一个线程从仓库中消费产品。

    public void consume(final int val) {

    new Thread() {

    public void run() {

    depot.consume(val);

    }

    }.start();

    }

    }

    public class LockTest3 {

    public static void main(String[] args) {

    Depot mDepot = new Depot(100);

    Producer mPro = new Producer(mDepot);

    Customer mCus = new Customer(mDepot);

    mPro.produce(60);

    mPro.produce(120);

    mCus.consume(90);

    mCus.consume(150);

    mPro.produce(110);

    }

    }

    (某一次)运行结果:

    Thread-0 produce( 60) --> left= 0, inc= 60, size= 60

    Thread-1 produce(120) --> left= 80, inc= 40, size=100

    Thread-2 consume( 90)

    Thread-3 consume(150)

    Thread-4 produce(110) --> left= 10, inc=100, size=100

    Thread-3 consume(150)

    Thread-4 produce(110) --> left= 0, inc= 10, size= 10

    Thread-3 consume(150)

    Thread-1 produce(120) --> left= 0, inc= 80, size= 80

    Thread-3 consume(150)

    展开全文
  • 为了解决竞争条件带来的问题,...我们把这种情况称为互斥,即不允许多个线程同时对共享资源进行操作,在同一时间只能被一个线程所占有的锁称之为Java多线程互斥锁互斥锁java中的实现就是 ReetranLock , 在访问一...
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  • 通过关键字 synchronized 获取锁,我们称为同步锁,Java 多线程并发编程 Synchronized 关键字。 java.util.concurrent(JUC)包里锁,如通过继承接口 Lock 而实现 ReentrantLock(互斥锁),继承 ...
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  •  在这里银行窗口就可以看做共享资源,它每次只能接待一个顾客,而不同顾客则可以看做是线程,他们都需要办理业务,但是又必须遵守先来后到原则,排队等待前面顾客办理完业务才能轮到自己...
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  • 互斥锁和信号量都是操作系统中为并发编程设计基本概念,互斥锁和...互斥锁java中的实现就是 ReetranLock , 在访问一个同步资源时,它的对象需要通过方法 tryLock() 获得这个锁,如果失败,返回 false,成功返回tru
  • 多线程线程是计算机独立运行最小单位,运行时占用很少系统资源。与多进程相比,多进程具有多进程不具备一些优点,其最重要是:对于多线程来说,其能够比多进程更加节省资源。1、线程创建在Linux,新建...
  • 线程会共享一些进程的静态数据段的资源,比如在主线程定义的全局变量。肯定其他线程也能访问的。在Unix, Linux平台下,我们利用互斥锁来处理全局变量的互斥问题。考查互斥锁变量,利用互斥锁变量专门关联一个...
  • QMutex 多线程中的互斥锁

    千次阅读 2017-03-10 15:07:10
    QMutex的目的就是为了保护一个对象,数据结构或者一部分的代码在某个时期只能被唯一的一个线程访问(这点有点类似于Java的同步关键字)。它通常和QMutexLocker一起使用,因为这会让锁定和解锁表现的一致。 例如这样...

空空如也

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