Java高并發24-使用自定義鎖生成一個消費模型

一、使用自定義鎖實作生成--消費模型

下面我們使用上節自定義的鎖實作一個簡單的生產--消費模型，代碼如下：

package com.ruigege.LockSourceAnalysis6;

import java.util.Queue;
import java.util.concurrent.locks.Condition;

public class Test {
 final static NonReentrantLock lock = new NonReentrantLock();
 final static Condition notFull = lock.newCondition();
 final static Condition notEmpty = lock.newCondition();
 
 final static Queue<String> queue = new LinkedBlockingQueue<String>();
 final static int queueSize = 10;
 
 public static void main(String[] args) {
  Thread producer = new Thread(new Runnable() {
   public void run() {
    // 獲取獨占鎖
    lock.lock();
    try {
     // (1)如果佇列滿了，則等待
     while(queue.size() == queueSize) {
      notEmpty.await();
     }
     // (2)添加元素到佇列
     queue.add("ele");
     
     // (3)喚醒消費執行緒
     notFull.signalAll();
    }catch(Exception e) {
     e.printStackTrace();
    }finally {
     // 釋放鎖
     lock.unlock();
    }
   }
  });
  
  Thread consumer = new Thread(new Runnable() {
   public void run() {
    // 獲取獨占鎖
    lock.lock();
    try {
     // 佇列空，則等待
     while(0 == queue.size()) {
      notFull.await();
     }
     // 消費一個元素
     String ele = queue.poll();
     // 喚醒生產執行緒
     notEmpty.signalAll();
    }catch(Exception e) {
     e.printStackTrace();
    }finally {
     // 釋放鎖
     lock.unlock();
    }
   }
  });
  // 啟動執行緒
  producer.start();
  consumer.start();
 }

}

• 如上代碼首先創建了一個NonReentrantLock的一個物件lock,然后呼叫lock.newCondition創建了兩個條件變數，用來進行生產者和消費者執行緒之間的同步，
• 在main函式中，首先創建了producer生產執行緒，在執行緒內部首先呼叫lock.lock()獲取獨占鎖，然后判斷當前佇列是否已經滿了，如果滿了則呼叫notEmpty.await()阻塞掛起當前執行緒，需要注意的是，這里使用了while而不是if是為了避免虛假喚醒，如果佇列不滿則直接向佇列里面添加元素，然后呼叫notFull.signalAll()喚醒所有因為消費元素而被i阻塞的消費執行緒，最后釋放獲取的鎖，

二.使用自定義鎖實作一個消費模型

package com.ruigege.LockSourceAnalysis6;

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;

public class NonReentrantLockME implements Lock,java.io.Serializable{
 // 內部幫助類
 private static class Sync extends AbstractQueueSynchronizer {
  // 是否鎖已經被持有
  protected boolean isHeldExclusively() {
   return getState() == 1;
  }
  
  // 如果state為0，則嘗試獲取鎖
  public boolean tryAcquire(int acquires) {
   assert acquires == 1;
   if(compareAndSetState(0,1)) {
    setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
    return true;
   }
   return false;
  }
  
  // 嘗試釋放鎖，設定state為0
  protected boolean tryRelease(int release) {
   assert releases == 1;
   if(getState() == 0) {
    throw new IllegalMonitorStateException();
   }
   setExclusiveOwnerThread(null);
   setState(0);
   return true;
  }
  
  // 提供條件變數介面
  Condition newConditon() {
   return new ConditionObject();
  }
 }
 
 // 創建一個Sync來做具體的作業
 private final Sync sync = new Sync();
 
 public void lock() {
  sync.acquire(1);
 }
 
 public boolean tryLock() {
  return sync.tryAcquire(1);
 }
 
 public void unlock() {
  sync.release(1);
  
 }
 public Condition newCondition() {
  return sync.newConditon();
 }
 
 
 public boolean isLocked() {
  return sync.isHeldExclusively();
 }
 
 public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
  sync.acquireInterruptibly(1);
 }

 public boolean tryLock(long timeout,TimeUnit unit) throws InterruptedException {
  return sync.tryAcquireNanos(1,unit.toNanos(timeout));
 }
}

• 使用NonReentrantLock創建一個實體，然后呼叫newCondition方法來生成兩個條件變數來進行生產者和消費者執行緒之間的同步，
• 在main函式中，首先創建了producer生產執行緒，在執行緒內部先獲取了獨占鎖，然后看一下佇列是否滿了，如果滿了，那就阻塞當前執行緒，如果沒有滿直接在佇列中加入佇列中，這里使用的while回圈而不是使用if陳述句，這是為了避免虛假喚醒，然后呼叫notFull.sinalAll()喚醒所有因為消費元素而被阻塞的消費執行緒，最后釋放了鎖，
• 在main函式中創建了consumer執行緒，先獲取獨占鎖，先判斷佇列有沒有元素，如果沒有元素，那么就先掛起當前執行緒，這里使用了while是為了避免虛假喚醒，如果佇列中不為空，那么就拿出一個元素，然后喚醒因為佇列滿而被阻塞的生產執行緒，最后釋放獲取的鎖，

三、原始碼：

• 所在包：com.ruigege.ConcurrentListSouceCodeAnalysis5
• https://github.com/ruigege66/ConcurrentJava
• CSDN：https://blog.csdn.net/weixin_44630050
• 博客園：https://www.cnblogs.com/ruigege0000/
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