Java編程中實現Condition控制線程通信

2024-07-13 10:14:07

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供稿：網友

java中控制線程通信的方法

1.傳統的方式：利用synchronized關鍵字來保證同步，結合wait(),notify(),notifyAll()控制線程通信。不靈活。

2.利用Condition控制線程通信，靈活。

3.利用管道pipe進行線程通信，不推薦

4.利用BlockingQueue控制線程通信

本文就講解利用Condition控制線程通信，非常靈活的方式。

Condition類是用來保持Lock對象的協調調用。

Condition介紹

使用Condition可以讓那些已經得到lock對象卻無法繼續執行的線程釋放lock對象，Condition對象也可以喚醒處于等待的線程。

Condition 將 Object 監視器方法（wait、notify 和 notifyAll）分解成截然不同的對象，以便通過將這些對象與任意 Lock 實現組合使用，為每個對象提供多個等待 set（wait-set）。其中，Lock 替代了 synchronized 方法和語句的使用，Condition 替代了 Object 監視器方法的使用。

Condition 實例實質上被綁定到一個鎖上。要為特定 Lock 實例獲得 Condition 實例，使用其 newCondition() 方法。

Condition類提供了如下三個方法：

await():造成當前線程在接到信號或被中斷之前一直處于等待狀態。該方法流程：

1.新建Condition Node包裝線程，加入Condition隊列。

2.釋放當前線程占有的鎖

3.阻塞當前線程

signal():喚醒當前lock對象的一個等待線程。signal方法只是將Node（await方法封裝的）修改了狀態，并沒有喚醒線程。要將修改狀態后的Node喚醒，一種是再次調用await()，一種是調用unlock()。//這局句很重要，不明白的可以看我下一篇博客。

signalAll():喚醒當前lock對象的所有等待線程。只有當前線程放棄對lock的鎖定，被喚醒的線程才可以執行。

代碼實例：

代碼邏輯：Account類實現同步的取錢（draw）、存錢（deposit）操作；DrawThread循環取錢的線程、DepositThread循環存錢的線程。

Account：

package condition;import java.util.concurrent.locks.*;/** *存錢、取錢 */public class Account{ //顯示定義Lock對象 private final Lock lock = new ReentrantLock();//可重入鎖 //獲得指定Lock對象對應的條件變量 private final Condition cond = lock.newCondition(); //獲得condition實例 private String accountNo; private double balance; //標識賬戶中是否已經存款的旗標 private boolean flag = false; public Account(){} public Account(String accountNo , double balance) {  this.accountNo = accountNo;  this.balance = balance; } public void setAccountNo(String accountNo) {  this.accountNo = accountNo; } public String getAccountNo() {   return this.accountNo; } public double getBalance() {   return this.balance; } /**  *取款  * @param drawAmount  */ public void draw(double drawAmount) {  //加鎖  lock.lock();  System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"進入封鎖區。。。。。。。。");  try  {   //如果賬戶中還沒有存入存款，該線程等待   if (!flag)   {    cond.await();   }   else   {    //執行取錢操作    System.out.println(Thread.currentThread().getName() +     " 取錢:" + drawAmount);    balance -= drawAmount;    System.out.println("賬戶余額為：" + balance);    //將標識是否成功存入存款的旗標設為false    flag = false;    //喚醒該Lock對象對應的其他線程    cond.signalAll();   }  }  catch (InterruptedException ex)  {   ex.printStackTrace();  }  //使用finally塊來確保釋放鎖  finally  {   lock.unlock();   System.out.println("釋放了");  } } /**  * 存款  * @param depositAmount  */ public void deposit(double depositAmount) {  lock.lock();  System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"進入封鎖區。。。。。。。。");  try  {   //如果賬戶中已經存入了存款，該線程等待   if(flag)   {    System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"等待。。。。。。");    cond.await();    }   else   {    //執行存款操作    System.out.println(Thread.currentThread().getName() +     " 存款:" + depositAmount);    balance += depositAmount;    System.out.println("賬戶余額為：" + balance);    //將標識是否成功存入存款的旗標設為true    flag = true;    //喚醒該Lock對象對應的其他線程    cond.signalAll();   }  }  catch (InterruptedException ex)  {   ex.printStackTrace();  }  //使用finally塊來確保釋放鎖  finally  {   lock.unlock();   System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"釋放鎖。。。。");  } } public int hashCode() {  return accountNo.hashCode(); } public boolean equals(Object obj) {  if (obj != null && obj.getClass() == Account.class)  {   Account target = (Account)obj;   return target.getAccountNo().equals(accountNo);  }  return false; }}

DrawThread：

package condition;/** *取錢 */public class DrawThread extends Thread{ //模擬用戶賬戶 private Account account; //當前取錢線程所希望取的錢數 private double drawAmount; public DrawThread(String name , Account account ,  double drawAmount) {  super(name);  this.account = account;  this.drawAmount = drawAmount; } //當多條線程修改同一個共享數據時，將涉及到數據安全問題。 public void run() {  for (int i = 0 ; i < 6 ; i++ )  {   account.draw(drawAmount);  } }}

DepositThread：

package condition;/** *存錢 */public class DepositThread extends Thread{ //模擬用戶賬戶 private Account account; //當前取錢線程所希望取的錢數 private double depositAmount; public DepositThread(String name , Account account ,  double depositAmount) {  super(name);  this.account = account;  this.depositAmount = depositAmount; } //當多條線程修改同一個共享數據時，將涉及到數據安全問題。 public void run() {  for (int i = 0 ; i < 2 ; i++ )  {   account.deposit(depositAmount);   System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 存錢結束！");  }   }}

TestDraw：

package condition;public class TestDraw{ public static void main(String[] args) {  //創建一個賬戶  Account acct = new Account("1234567" , 0);  new DrawThread("取錢者" , acct , 800).start();  new DepositThread("存錢者甲" , acct , 800).start();  new DepositThread("存錢者乙" , acct , 800).start();  new DepositThread("存錢者丙" , acct , 800).start(); }}

運行結果：

取錢者進入封鎖區。。。。。。。。
存錢者甲進入封鎖區。。。。。。。。
存錢者甲存款:800.0
賬戶余額為：800.0
存錢者甲釋放鎖。。。。
存錢者丙進入封鎖區。。。。。。。。
存錢者甲存錢結束！
存錢者丙等待。。。。。。
存錢者乙進入封鎖區。。。。。。。。
存錢者乙等待。。。。。。
釋放了
存錢者甲進入封鎖區。。。。。。。。
存錢者甲等待。。。。。。
取錢者進入封鎖區。。。。。。。。
取錢者取錢:800.0
賬戶余額為：0.0
釋放了
取錢者進入封鎖區。。。。。。。。