【多线程开发 5】实践使用Lock和Condition

Lock和Condition

Lock

线程之间同步或者竞争都需要锁这类结构，一般我们都会用Object的wait和signal搭配synchronized关键字进行多线程开发，但是很多时候会造成死锁的现象，这是因为synchroniezd无法破坏死锁的产生条件，但是Lock接口的一些实现类可以帮助我们避免思索地产生。一般用的比较多的是ReentrantLock这个Lock接口的实现类。

ReentrantLock

很多时候ReentrantLock是为了替代synchronized情况下同意出现死锁的情况的。并且相比于synchroniezd还有以下几个优点

• 可中断
• 可以设置超时时间
• 可以设置为公平锁
• 支持多个条件变量
• 与 synchronized 一样，都支持可重入

比如笔者有使用过一些任务分配和执行工具，如果出现了一台机器/CPU出现了同一时间内分配了多个任务或者长时间没有分配任务，那么对于我们的业务来说就很危险，在这种情况下可以通过使用ReentrantLock帮助我们解决这种问题

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {/*** 我们是以任务为主体获取信息，如果是我们的资源主体拉取信息，则reentrantLock是可以工具是否是公平锁而且获得对资源的掌控权的* 如果是tryLock()方法，则只要一看到有所就会获取锁*/
​/*** 资源有10个*/AtomicReference<Integer> resource = new AtomicReference<>(10);//锁final Lock reentrantLock = new ReentrantLock();
​ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1);
​List<TaskInfo> taskInfos = new ArrayList<>();for (int i = 0; i < 10; i++) {taskInfos.add(new TaskInfo().setTaskName("任务" + i).setId(1));}
​List<CompletableFuture<String>> taskList = new ArrayList<>();List<TaskInfo> didntExecuteTaskList = new ArrayList<>();for (int i = 0; i < 100; i++) {int finalI = i;taskList.add(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {reentrantLock.lock();TaskInfo taskInfo = taskInfos.get(finalI % 10).setId(finalI);boolean executable = resource.get() > 0;if (executable) {resource.getAndSet(resource.get() - 1);/*** 开始执行*/CompletableFuture.supplyAsync(() -> {try {Thread.sleep((long) (Math.random() * 100 % 2));} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}/*** 执行完成*/resource.getAndSet(resource.get() + 1);return 1;});reentrantLock.unlock();} else {didntExecuteTaskList.add(taskInfo);}return "任务" + taskInfo.getTaskName() + "执行" + (executable ? "成功" : "失败");}, executorService));}
​for (CompletableFuture<String> completableFuture : taskList) {System.out.println(completableFuture.get());}System.out.println("没有完成的任务有" + didntExecuteTaskList.stream().map(TaskInfo::getTaskName).collect(Collectors.toList()));}

此时有可能会发生死锁，如果出现一些任务长时间占用，那么我们可以通过ReentrantLock 的 lockInterruptibly() 方法及时进行打断，这种方式在synchronized情况下无法实现

Condition

Condition将Object监控器方法（ wait ， notify和notifyAll ）分解为不同的对象，从而通过与任意Lock实现结合使用，从而使每个对象具有多个等待集。 Lock替换了synchronized方法和语句的使用，而Condition替换了Object监视器方法的使用。

Condition实例从本质上绑定到锁。 要获取特定Lock实例的Condition实例，请使用其newCondition()方法

如果说Lock是锁，只有拿到锁才能执行的话，Condition就是信号量，有了信号量才能执行后续的操作，Condition更像是线程之间的同步机制，如果说有多个线程之间需要相互进行条件制约的话，可以通过Condition进行开发业务。

有时候lock抢到了锁，可能发现不需要进行执行，所以的话还需要condition做更加细致的操作。

比如在Lock和Condition下实现的消息队列中，Lock保证消息队列线程安全，Condition保证业务需要，比如说不能消费空队列，或者往满队列中添加信息，这种方式在很多框架中都有使用