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Java线程:新特征-条件变量
条件变量是Java5线程中很重要的一个概念,顾名思义,条件变量就是表示条件的一种变量。但是必须说明,这里的条件是没有实际含义的,仅仅是个标记而已,并且条件的含义往往通过代码来赋予其含义。
这里的条件和普通意义上的条件表达式有着天壤之别。
条件变量都实现了java.util.concurrent.locks.Condition接口,条件变量的实例化是通过一个Lock对象上调用newCondition()方法来获取的,这样,条件就和一个锁对象绑定起来了。因此,Java中的条件变量只能和锁配合使用,来控制并发程序访问竞争资源的安全。
条件变量的出现是为了更精细控制线程等待与唤醒,在Java5之前,线程的等待与唤醒依靠的是Object对象的wait()和notify()/notifyAll()方法,这样的处理不够精细。
而在Java5中,一个锁可以有多个条件,每个条件上可以有多个线程等待,通过调用await()方法,可以让线程在该条件下等待。当调用signalAll()方法,又可以唤醒该条件下的等待的线程。有关Condition接口的API可以具体参考JavaAPI文档。
条件变量比较抽象,原因是他不是自然语言中的条件概念,而是程序控制的一种手段。
下面以一个银行存取款的模拟程序为例来揭盖Java多线程条件变量的神秘面纱:
有一个账户,多个用户(线程)在同时操作这个账户,有的存款有的取款,存款随便存,取款有限制,不能透支,任何试图透支的操作都将等待里面有足够存款才执行操作。
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
* Java线程:条件变量
*
* @author leizhimin 2009-11-5 10:57:29
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//创建并发访问的账户
MyCount myCount = new MyCount("95599200901215522", 10000);
//创建一个线程池
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
Thread t1 = new SaveThread("张三", myCount, 2000);
Thread t2 = new SaveThread("李四", myCount, 3600);
Thread t3 = new DrawThread("王五", myCount, 2700);
Thread t4 = new SaveThread("老张", myCount, 600);
Thread t5 = new DrawThread("老牛", myCount, 1300);
Thread t6 = new DrawThread("胖子", myCount, 800);
//执行各个线程
pool.execute(t1);
pool.execute(t2);
pool.execute(t3);
pool.execute(t4);
pool.execute(t5);
pool.execute(t6);
//关闭线程池
pool.shutdown();
}
}
/**
* 存款线程类
*/
class SaveThread extends Thread {
private String name; //操作人
private MyCount myCount; //账户
private int x; //存款金额
SaveThread(String name, MyCount myCount, int x) {
this.name = name;
this.myCount = myCount;
this.x = x;
}
public void run() {
myCount.saving(x, name);
}
}
/**
* 取款线程类
*/
class DrawThread extends Thread {
private String name; //操作人
private MyCount myCount; //账户
private int x; //存款金额
DrawThread(String name, MyCount myCount, int x) {
this.name = name;
this.myCount = myCount;
this.x = x;
}
public void run() {
myCount.drawing(x, name);
}
}
/**
* 普通银行账户,不可透支
*/
class MyCount {
private String oid; //账号
private int cash; //账户余额
private Lock lock = new ReentrantLock(); //账户锁
private Condition _save = lock.newCondition(); //存款条件
private Condition _draw = lock.newCondition(); //取款条件
MyCount(String oid, int cash) {
this.oid = oid;
this.cash = cash;
}
/**
* 存款
*
* @param x 操作金额
* @param name 操作人
*/
public void saving(int x, String name) {
lock.lock(); //获取锁
if (x > 0) {
cash += x; //存款
System.out.println(name + "存款" + x + ",当前余额为" + cash);
}
_draw.signalAll(); //唤醒所有等待线程。
lock.unlock(); //释放锁
}
/**
* 取款
*
* @param x 操作金额
* @param name 操作人
*/
public void drawing(int x, String name) {
lock.lock(); //获取锁
try {
if (cash - x < 0) {
_draw.await(); //阻塞取款操作
} else {
cash -= x; //取款
System.out.println(name + "取款" + x + ",当前余额为" + cash);
}
_save.signalAll(); //唤醒所有存款操作
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock(); //释放锁
}
}
}
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
* Java线程:条件变量
*
* @author leizhimin 2009-11-5 10:57:29
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//创建并发访问的账户
MyCount myCount = new MyCount("95599200901215522", 10000);
//创建一个线程池
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
Thread t1 = new SaveThread("张三", myCount, 2000);
Thread t2 = new SaveThread("李四", myCount, 3600);
Thread t3 = new DrawThread("王五", myCount, 2700);
Thread t4 = new SaveThread("老张", myCount, 600);
Thread t5 = new DrawThread("老牛", myCount, 1300);
Thread t6 = new DrawThread("胖子", myCount, 800);
//执行各个线程
pool.execute(t1);
pool.execute(t2);
pool.execute(t3);
pool.execute(t4);
pool.execute(t5);
pool.execute(t6);
//关闭线程池
pool.shutdown();
}
}
/**
* 存款线程类
*/
class SaveThread extends Thread {
private String name; //操作人
private MyCount myCount; //账户
private int x; //存款金额
SaveThread(String name, MyCount myCount, int x) {
this.name = name;
this.myCount = myCount;
this.x = x;
}
public void run() {
myCount.saving(x, name);
}
}
/**
* 取款线程类
*/
class DrawThread extends Thread {
private String name; //操作人
private MyCount myCount; //账户
private int x; //存款金额
DrawThread(String name, MyCount myCount, int x) {
this.name = name;
this.myCount = myCount;
this.x = x;
}
public void run() {
myCount.drawing(x, name);
}
}
/**
* 普通银行账户,不可透支
*/
class MyCount {
private String oid; //账号
private int cash; //账户余额
private Lock lock = new ReentrantLock(); //账户锁
private Condition _save = lock.newCondition(); //存款条件
private Condition _draw = lock.newCondition(); //取款条件
MyCount(String oid, int cash) {
this.oid = oid;
this.cash = cash;
}
/**
* 存款
*
* @param x 操作金额
* @param name 操作人
*/
public void saving(int x, String name) {
lock.lock(); //获取锁
if (x > 0) {
cash += x; //存款
System.out.println(name + "存款" + x + ",当前余额为" + cash);
}
_draw.signalAll(); //唤醒所有等待线程。
lock.unlock(); //释放锁
}
/**
* 取款
*
* @param x 操作金额
* @param name 操作人
*/
public void drawing(int x, String name) {
lock.lock(); //获取锁
try {
if (cash - x < 0) {
_draw.await(); //阻塞取款操作
} else {
cash -= x; //取款
System.out.println(name + "取款" + x + ",当前余额为" + cash);
}
_save.signalAll(); //唤醒所有存款操作
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock(); //释放锁
}
}
}
李四存款3600,当前余额为13600
张三存款2000,当前余额为15600
老张存款600,当前余额为16200
老牛取款1300,当前余额为14900
胖子取款800,当前余额为14100
王五取款2700,当前余额为11400
Process finished with exit code 0
张三存款2000,当前余额为15600
老张存款600,当前余额为16200
老牛取款1300,当前余额为14900
胖子取款800,当前余额为14100
王五取款2700,当前余额为11400
Process finished with exit code 0
假如我们不用锁和条件变量,如何实现此功能呢?下面是实现代码:
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
* Java线程:不用条件变量
*
* @author leizhimin 2009-11-5 10:57:29
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//创建并发访问的账户
MyCount myCount = new MyCount("95599200901215522", 10000);
//创建一个线程池
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
Thread t1 = new SaveThread("张三", myCount, 2000);
Thread t2 = new SaveThread("李四", myCount, 3600);
Thread t3 = new DrawThread("王五", myCount, 2700);
Thread t4 = new SaveThread("老张", myCount, 600);
Thread t5 = new DrawThread("老牛", myCount, 1300);
Thread t6 = new DrawThread("胖子", myCount, 800);
//执行各个线程
pool.execute(t1);
pool.execute(t2);
pool.execute(t3);
pool.execute(t4);
pool.execute(t5);
pool.execute(t6);
//关闭线程池
pool.shutdown();
}
}
/**
* 存款线程类
*/
class SaveThread extends Thread {
private String name; //操作人
private MyCount myCount; //账户
private int x; //存款金额
SaveThread(String name, MyCount myCount, int x) {
this.name = name;
this.myCount = myCount;
this.x = x;
}
public void run() {
myCount.saving(x, name);
}
}
/**
* 取款线程类
*/
class DrawThread extends Thread {
private String name; //操作人
private MyCount myCount; //账户
private int x; //存款金额
DrawThread(String name, MyCount myCount, int x) {
this.name = name;
this.myCount = myCount;
this.x = x;
}
public void run() {
myCount.drawing(x, name);
}
}
/**
* 普通银行账户,不可透支
*/
class MyCount {
private String oid; //账号
private int cash; //账户余额
MyCount(String oid, int cash) {
this.oid = oid;
this.cash = cash;
}
/**
* 存款
*
* @param x 操作金额
* @param name 操作人
*/
public synchronized void saving(int x, String name) {
if (x > 0) {
cash += x; //存款
System.out.println(name + "存款" + x + ",当前余额为" + cash);
}
notifyAll(); //唤醒所有等待线程。
}
/**
* 取款
*
* @param x 操作金额
* @param name 操作人
*/
public synchronized void drawing(int x, String name) {
if (cash - x < 0) {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e1) {
e1.printStackTrace();
}
} else {
cash -= x; //取款
System.out.println(name + "取款" + x + ",当前余额为" + cash);
}
notifyAll(); //唤醒所有存款操作
}
}
import java.util.concurrent.Executors;
/**
* Java线程:不用条件变量
*
* @author leizhimin 2009-11-5 10:57:29
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//创建并发访问的账户
MyCount myCount = new MyCount("95599200901215522", 10000);
//创建一个线程池
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
Thread t1 = new SaveThread("张三", myCount, 2000);
Thread t2 = new SaveThread("李四", myCount, 3600);
Thread t3 = new DrawThread("王五", myCount, 2700);
Thread t4 = new SaveThread("老张", myCount, 600);
Thread t5 = new DrawThread("老牛", myCount, 1300);
Thread t6 = new DrawThread("胖子", myCount, 800);
//执行各个线程
pool.execute(t1);
pool.execute(t2);
pool.execute(t3);
pool.execute(t4);
pool.execute(t5);
pool.execute(t6);
//关闭线程池
pool.shutdown();
}
}
/**
* 存款线程类
*/
class SaveThread extends Thread {
private String name; //操作人
private MyCount myCount; //账户
private int x; //存款金额
SaveThread(String name, MyCount myCount, int x) {
this.name = name;
this.myCount = myCount;
this.x = x;
}
public void run() {
myCount.saving(x, name);
}
}
/**
* 取款线程类
*/
class DrawThread extends Thread {
private String name; //操作人
private MyCount myCount; //账户
private int x; //存款金额
DrawThread(String name, MyCount myCount, int x) {
this.name = name;
this.myCount = myCount;
this.x = x;
}
public void run() {
myCount.drawing(x, name);
}
}
/**
* 普通银行账户,不可透支
*/
class MyCount {
private String oid; //账号
private int cash; //账户余额
MyCount(String oid, int cash) {
this.oid = oid;
this.cash = cash;
}
/**
* 存款
*
* @param x 操作金额
* @param name 操作人
*/
public synchronized void saving(int x, String name) {
if (x > 0) {
cash += x; //存款
System.out.println(name + "存款" + x + ",当前余额为" + cash);
}
notifyAll(); //唤醒所有等待线程。
}
/**
* 取款
*
* @param x 操作金额
* @param name 操作人
*/
public synchronized void drawing(int x, String name) {
if (cash - x < 0) {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e1) {
e1.printStackTrace();
}
} else {
cash -= x; //取款
System.out.println(name + "取款" + x + ",当前余额为" + cash);
}
notifyAll(); //唤醒所有存款操作
}
}
输出结果为:
李四存款3600,当前余额为13600
王五取款2700,当前余额为10900
老张存款600,当前余额为11500
老牛取款1300,当前余额为10200
胖子取款800,当前余额为9400
张三存款2000,当前余额为11400
Process finished with exit code 0
王五取款2700,当前余额为10900
老张存款600,当前余额为11500
老牛取款1300,当前余额为10200
胖子取款800,当前余额为9400
张三存款2000,当前余额为11400
Process finished with exit code 0
结合先前同步代码知识,举一反三,将此例改为同步代码块来实现,代码如下:
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
* Java线程:改为同步代码块
*
* @author leizhimin 2009-11-5 10:57:29
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//创建并发访问的账户
MyCount myCount = new MyCount("95599200901215522", 10000);
//创建一个线程池
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
Thread t1 = new SaveThread("张三", myCount, 2000);
Thread t2 = new SaveThread("李四", myCount, 3600);
Thread t3 = new DrawThread("王五", myCount, 2700);
Thread t4 = new SaveThread("老张", myCount, 600);
Thread t5 = new DrawThread("老牛", myCount, 1300);
Thread t6 = new DrawThread("胖子", myCount, 800);
//执行各个线程
pool.execute(t1);
pool.execute(t2);
pool.execute(t3);
pool.execute(t4);
pool.execute(t5);
pool.execute(t6);
//关闭线程池
pool.shutdown();
}
}
/**
* 存款线程类
*/
class SaveThread extends Thread {
private String name; //操作人
private MyCount myCount; //账户
private int x; //存款金额
SaveThread(String name, MyCount myCount, int x) {
this.name = name;
this.myCount = myCount;
this.x = x;
}
public void run() {
myCount.saving(x, name);
}
}
/**
* 取款线程类
*/
class DrawThread extends Thread {
private String name; //操作人
private MyCount myCount; //账户
private int x; //存款金额
DrawThread(String name, MyCount myCount, int x) {
this.name = name;
this.myCount = myCount;
this.x = x;
}
public void run() {
myCount.drawing(x, name);
}
}
/**
* 普通银行账户,不可透支
*/
class MyCount {
private String oid; //账号
private int cash; //账户余额
MyCount(String oid, int cash) {
this.oid = oid;
this.cash = cash;
}
/**
* 存款
*
* @param x 操作金额
* @param name 操作人
*/
public void saving(int x, String name) {
if (x > 0) {
synchronized (this) {
cash += x; //存款
System.out.println(name + "存款" + x + ",当前余额为" + cash);
notifyAll(); //唤醒所有等待线程。
}
}
}
/**
* 取款
*
* @param x 操作金额
* @param name 操作人
*/
public synchronized void drawing(int x, String name) {
synchronized (this) {
if (cash - x < 0) {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e1) {
e1.printStackTrace();
}
} else {
cash -= x; //取款
System.out.println(name + "取款" + x + ",当前余额为" + cash);
}
}
notifyAll(); //唤醒所有存款操作
}
}
import java.util.concurrent.Executors;
/**
* Java线程:改为同步代码块
*
* @author leizhimin 2009-11-5 10:57:29
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//创建并发访问的账户
MyCount myCount = new MyCount("95599200901215522", 10000);
//创建一个线程池
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
Thread t1 = new SaveThread("张三", myCount, 2000);
Thread t2 = new SaveThread("李四", myCount, 3600);
Thread t3 = new DrawThread("王五", myCount, 2700);
Thread t4 = new SaveThread("老张", myCount, 600);
Thread t5 = new DrawThread("老牛", myCount, 1300);
Thread t6 = new DrawThread("胖子", myCount, 800);
//执行各个线程
pool.execute(t1);
pool.execute(t2);
pool.execute(t3);
pool.execute(t4);
pool.execute(t5);
pool.execute(t6);
//关闭线程池
pool.shutdown();
}
}
/**
* 存款线程类
*/
class SaveThread extends Thread {
private String name; //操作人
private MyCount myCount; //账户
private int x; //存款金额
SaveThread(String name, MyCount myCount, int x) {
this.name = name;
this.myCount = myCount;
this.x = x;
}
public void run() {
myCount.saving(x, name);
}
}
/**
* 取款线程类
*/
class DrawThread extends Thread {
private String name; //操作人
private MyCount myCount; //账户
private int x; //存款金额
DrawThread(String name, MyCount myCount, int x) {
this.name = name;
this.myCount = myCount;
this.x = x;
}
public void run() {
myCount.drawing(x, name);
}
}
/**
* 普通银行账户,不可透支
*/
class MyCount {
private String oid; //账号
private int cash; //账户余额
MyCount(String oid, int cash) {
this.oid = oid;
this.cash = cash;
}
/**
* 存款
*
* @param x 操作金额
* @param name 操作人
*/
public void saving(int x, String name) {
if (x > 0) {
synchronized (this) {
cash += x; //存款
System.out.println(name + "存款" + x + ",当前余额为" + cash);
notifyAll(); //唤醒所有等待线程。
}
}
}
/**
* 取款
*
* @param x 操作金额
* @param name 操作人
*/
public synchronized void drawing(int x, String name) {
synchronized (this) {
if (cash - x < 0) {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e1) {
e1.printStackTrace();
}
} else {
cash -= x; //取款
System.out.println(name + "取款" + x + ",当前余额为" + cash);
}
}
notifyAll(); //唤醒所有存款操作
}
}
李四存款3600,当前余额为13600
王五取款2700,当前余额为10900
老张存款600,当前余额为11500
老牛取款1300,当前余额为10200
胖子取款800,当前余额为9400
张三存款2000,当前余额为11400
Process finished with exit code 0
王五取款2700,当前余额为10900
老张存款600,当前余额为11500
老牛取款1300,当前余额为10200
胖子取款800,当前余额为9400
张三存款2000,当前余额为11400
Process finished with exit code 0
对比以上三种方式,从控制角度上讲,第一种最灵活,第二种代码最简单,第三种容易犯错。
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Java线程:线程栈模型与线程的变量 12 Java线程:线程的调度-休眠 13 Java线程:线程的调度-优先级 16 Java线程:线程的调度-让步 19 Java线程:线程的调度-合并 22 Java线程:线程的调度-终止线程 25 Java线程:...
java ThreadLocal多线程专属的变量源码java ThreadLocal多线程专属的变量源码java ThreadLocal多线程专属的变量源码java ThreadLocal多线程专属的变量源码java ThreadLocal多线程专属的变量源码java ThreadLocal多...
一个简单记录java多线程下变量共享问题,分析多线程内部运行
NULL 博文链接:https://toknowme.iteye.com/blog/2212529
本书的新版本展示了如何利用Java线程工具的全部优势,并介绍了JDK 2线程接口中的最新变化。你将学习如何使用线程来提高效率,如何有效地使用它们,以及如何避免常见的错误。本书讨论了死锁、竞态条件以及饥饿等问题...
5.3.1 一个变量引发的思考 109 5.3.2 常用同步类 114 5.4 Looper和Handler类分析 121 5.4.1 Looper类分析 122 5.4.2 Handler分析 124 5.4.3 Looper和Handler的同步关系 127 5.4.4 HandlerThread介绍 129 5.5...
java 多线程 加减变量
在学习Java过程中,自己收集了很多的Java的学习资料,分享给大家,有需要的欢迎下载,希望对大家有用,一起学习,一起进步。
java版坦克大战源码 Java 学习之路 项目结构 |-- config: 配置文件 |-- images: 图片资源 |-- src/main/java: 源码 |-- core: 小工具 |-- dp: 设计模式 |-- gui: GUI应用 |-- example: 实例 |-- jdbc: 操作数据库 |...
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系统存在一个主内存(Main Memory), Java中所有变量都储存在主存中,对于所有线程都是共享的。每条线程都有自己的工作内存(Working Memory),工作内存中保存的是主存中某些变量的拷贝,线程对所有变量的操作都是...
java多线程并发的在新窗口