import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

/**
 * Lockers
 * 在多線程編程里面一個重要的概念是鎖定，如果一個資源是多個線程共享的，為了保證數據的完整性，
 * 在進行事務性操作時需要將共享資源鎖定，這樣可以保證在做事務性操作時只有一個線程能對資源進行操作，
 * 從而保證數據的完整性。在5.0以前，鎖定的功能是由Synchronized關鍵字來實現的。
 */
public class Lockers {

 /**
  * 測試Lock的使用。在方法中使用Lock，可以避免使用Synchronized關鍵字。
  */
 public static class LockTest {

  Lock lock = new ReentrantLock();// 鎖
  double value = 0d; // 值
  int addtimes = 0;

  /**
   * 增加value的值，該方法的操作分為2步，而且相互依賴，必須實現在一個事務中
   * 所以該方法必須同步，以前的做法是在方法聲明中使用Synchronized關鍵字。
   */
  public void addValue(double v) {
   lock.lock();// 取得鎖
   System.out.println("LockTest to addValue: " + v + "   "
     + System.currentTimeMillis());
   try {
    Thread.sleep(1000);
   } catch (InterruptedException e) {
   }
   this.value += v;
   this.addtimes++;
   lock.unlock();// 釋放鎖
  }

  public double getValue() {
   return this.value;
  }
 }
 public static void testLockTest() throws Exception{
  final LockTest lockTest = new LockTest();
  // 新建任務1，調用lockTest的addValue方法
  Runnable task1 = new Runnable(){
   public void run(){
    lockTest.addValue(55.55);
   }
  };
  // 新建任務2，調用lockTest的getValue方法
  Runnable task2 = new Runnable(){
   public void run(){
    System.out.println("value: " + lockTest.getValue());
   }
  };
  // 新建任務執行服務
  ExecutorService cachedService = Executors.newCachedThreadPool();
  Future future = null;
  // 同時執行任務1三次，由于addValue方法使用了鎖機制，所以，實質上會順序執行
  for (int i=0; i<3; i++){
   future = cachedService.submit(task1);
  }
  // 等待最后一個任務1被執行完
  future.get();
  // 再執行任務2，輸出結果
  future = cachedService.submit(task2);
  // 等待任務2執行完后，關閉任務執行服務
  future.get();
  cachedService.shutdownNow();
 }

 /**
  * ReadWriteLock內置兩個Lock，一個是讀的Lock，一個是寫的Lock。
  * 多個線程可同時得到讀的Lock，但只有一個線程能得到寫的Lock，
  * 而且寫的Lock被鎖定后，任何線程都不能得到Lock。ReadWriteLock提供的方法有：
  * readLock(): 返回一個讀的lock
  * writeLock(): 返回一個寫的lock, 此lock是排他的。
  * ReadWriteLockTest很適合處理類似文件的讀寫操作。
  * 讀的時候可以同時讀，但不能寫；寫的時候既不能同時寫也不能讀。
  */
 public static class ReadWriteLockTest{
  // 鎖
  ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
  // 值
  double value = 0d;
  int addtimes = 0;

  /**
   * 增加value的值，不允許多個線程同時進入該方法
   */
  public void addValue(double v) {
   // 得到writeLock并鎖定
   Lock writeLock = lock.writeLock();
   writeLock.lock();
   System.out.println("ReadWriteLockTest to addValue: " + v + "   "
     + System.currentTimeMillis());
   try {
    Thread.sleep(1000);
   } catch (InterruptedException e) {
   }
   try {
    // 做寫的工作
    this.value += v;
    this.addtimes++;
   } finally {
    // 釋放writeLock鎖
    writeLock.unlock();
   }
  }
  /**
   * 獲得信息。當有線程在調用addValue方法時，getInfo得到的信息可能是不正確的。
   * 所以，也必須保證該方法在被調用時，沒有方法在調用addValue方法。
   */
  public String getInfo() {
   // 得到readLock并鎖定
   Lock readLock = lock.readLock();
   readLock.lock();
   System.out.println("ReadWriteLockTest to getInfo   "
     + System.currentTimeMillis());
   try {
    Thread.sleep(1000);
   } catch (InterruptedException e) {
   }
   try {
    // 做讀的工作
    return this.value + " : " + this.addtimes;
   } finally {
    // 釋放readLock
    readLock.unlock();
   }
  }
 }

 public static void testReadWriteLockTest() throws Exception{
  final ReadWriteLockTest readWriteLockTest = new ReadWriteLockTest();
  // 新建任務1，調用lockTest的addValue方法
  Runnable task_1 = new Runnable(){
   public void run(){
    readWriteLockTest.addValue(55.55);
   }
  };
  // 新建任務2，調用lockTest的getValue方法
  Runnable task_2 = new Runnable(){
   public void run(){
    System.out.println("info: " + readWriteLockTest.getInfo());
   }
  };
  // 新建任務執行服務
  ExecutorService cachedService_1 = Executors.newCachedThreadPool();
  Future future_1 = null;
  // 同時執行5個任務，其中前2個任務是task_1，后兩個任務是task_2
  for (int i=0; i<2; i++){
   future_1 = cachedService_1.submit(task_1);
  }
  for (int i=0; i<2; i++){
   future_1 = cachedService_1.submit(task_2);
  }
  // 最后一個任務是task_1
  future_1 = cachedService_1.submit(task_1);
  // 這5個任務的執行順序應該是：
  // 第一個task_1先執行，第二個task_1再執行；這是因為不能同時寫，所以必須等。
  // 然后2個task_2同時執行；這是因為在寫的時候，就不能讀，所以都等待寫結束，
  // 又因為可以同時讀，所以它們同時執行
  // 最后一個task_1再執行。這是因為在讀的時候，也不能寫，所以必須等待讀結束后，才能寫。

  // 等待最后一個task_2被執行完
  future_1.get();
  cachedService_1.shutdownNow();
 }

 public static void main(String[] args) throws Exception{
  Lockers.testLockTest();
  System.out.println("---------------------");
  Lockers.testReadWriteLockTest();
 }
}