Java并發編程實戰 第14章 構建自定義的同步工具

狀態依賴性

定義：只有滿足特定的狀態才能繼續執行某些操作（這些操作依賴于固定的狀態，這些狀態需要等待別的線程來滿足）。

FutureTask，Semaphroe，BlockingQueue等，都是狀態依賴性的類。

條件隊列

條件對列：條件對列就是由于不滿足繼續的條件而被wait操作阻塞的線程隊列。他們都在等待條件滿足，然后被喚醒。

條件謂詞：狀態依賴性依賴的前提條件。如BlockingQueue中的isFull，isEmpty等。

條件等待中存在三個要素：加鎖 + 條件謂詞 + wait方法

wait方法和notify方法

我理解的wait方法：會釋放鎖+阻塞當前線程，放入條件對列，等待被喚醒，喚醒后，需要重新獲得鎖，獲得鎖之后繼續執行wait那句代碼所在的位置（即使wait在鎖塊的中間代碼部分）。

notify（All）方法：只是喚醒條件隊列中的線程。但是不釋放鎖。

使用wait notify方法的時候，一定要持有條件對列所屬的鎖。

使用輪詢和休眠實現簡單的狀態依賴性阻塞

1. while(true)
2. ????????{
3. ????????????//這里不對循環上鎖，不然這個鎖就無法釋放了，不對休眠上鎖，休眠上鎖，在休眠的時候別人也無法操作，永遠都不可能有元素出去
4. ????????????synchronized (this)
5. ????????????{
6. ????????????????//如果隊列不是滿的，那么就放入元素
7. ????????????????if(!this.isFull())
8. ????????????????{
9. ????????????????????this.doPut(v);
10. ????????????????????return;
11. ????????????????}
12. ????????????}
13. ????????????//否則休眠，退出cpu占用
14. ????????????Thread.sleep(SLEEP_GRANULARITY);
15. ????????}
16. ????}

使用條件隊列來實現狀態依賴性阻塞

?

1. public synchronized void put(V v) throws InterruptedException
2. ???{
3. ???????while(this.isFull())
4. ???????{
5. ???????????//這里掛起程序，會釋放鎖
6. ???????????this.wait();
7. ???????}
8. ???????//如果隊列不為滿的，那么程序被喚醒之后從新獲取鎖
9. ???????this.doPut(v);
10. ???????//執行結束，喚醒其他隊列
11. ???????this.notifyAll();
12. ???}

注意上面要使用while。

對于監視器來說，wait操作產生的線程，都放在這個監視器唯一的條件隊列里。

如果使用Lock，可以使用condition來產生不同的條件對列。

注意上面的?this.notifyAll();代碼，將會喚醒這個監視器條件隊列里所有等待的線程。其實這里只用喚醒因為empty阻塞的線程，而不用喚醒因為full阻塞的線程。

如果使用?this.notify（），只會隨機喚醒一個，如果喚醒的是因為full堵塞的線程，那么就可能沒有正常喚醒。影響性能，甚至造成活躍性的危險。

這種情況下，可以使用Lock和Condition來改造。

1. protected final Lock lock = new ReentrantLock();
2. private final Condition notFull = lock.newCondition();
3. private final Condition notEmpty = lock.newCondition();
5. ?public void put(T x) throws InterruptedException {
6. ????????lock.lock();
7. ????????try {
8. ????????????while (count == items.length)
9. ????????????????notFull.await();
10. ????????????items[tail] = x;
11. ????????????if (++tail == items.length)
12. ????????????????tail = 0;
13. ????????????++count;
14. ????????????notEmpty.signal();
15. ????????} finally {
16. ????????????lock.unlock();
17. ????????}
18. ????}

注意：這里不是signalAll。

閥門類

使用閉鎖CountDownLatch，傳入1的時候可以作為閥門開關。前提是在其他線程的第一步先執行開關的await。使用開關的countDown方法就可以打開開關。

但是這種閥門，只能打開，不能關閉。

使用wait和notifyAll來實現可重新關閉的閥門。

Condition

注意，由于Condition對象繼承自Object，它也有wait，notify，notifyAll方法，其實它對應方法名字應該是await，signal，signalAll。

?