Condition類如何在java項目中使用

這期內容當中小編將會給大家帶來有關Condition類如何在java項目中使用，文章內容豐富且以專業的角度為大家分析和敘述，閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。

代碼

import java.util.Arrays;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import java.util.function.Predicate;

public class Main {
  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    MyBlockingQueue<Integer> queue = new MyBlockingQueue<>(1);
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
      int data = i;
      new Thread(() -> {
        try {
          queue.enqueue(data);
        } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();
        }
      }).start();
    }
    System.out.println("1111111");
    for(int i=0;i<10;i++){
      new Thread(() -> {
        try {
          queue.dequeue();
        }catch (InterruptedException e){
          e.printStackTrace();
        }
      }).start();
    }
  }
  public static class MyBlockingQueue<E> {
    int size;//阻塞隊列最大容量
    ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true);
    LinkedList<E> list=new LinkedList<>();//隊列底層實現
    Condition notFull = lock.newCondition();//隊列滿時的等待條件
    Condition notEmpty = lock.newCondition();//隊列空時的等待條件
    public MyBlockingQueue(int size) {
      this.size = size;
    }
    public void enqueue(E e) throws InterruptedException {
      lock.lock();
      try {
        while(list.size() ==size)//隊列已滿,在notFull條件上等待
          notFull.await();

        list.add(e);//入隊:加入鏈表末尾
        System.out.println("入隊：" +e);
        notEmpty.signal(); //通知在notEmpty條件上等待的線程
      } finally {
        lock.unlock();
      }
    }
    public E dequeue() throws InterruptedException {
      E e;
      lock.lock();
      try {
        while(list.size() == 0)
          notEmpty.await();
        e = list.removeFirst();//出隊:移除鏈表首元素
        System.out.println("出隊："+e);
        notFull.signal();//通知在notFull條件上等待的線程
        return e;
      } finally {
        lock.unlock();
      }
    }
  }
}

主函數啟動了20個線程,前10個是入隊的后10個是出隊的,我們可以看啊可能輸出結果,

new Thread(() -> {
try {
queue.enqueue(data);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();

注意到線程實現,這個是lambda表達式實現Runable接口.

入隊：0
出隊：0
入隊：2
出隊：2
入隊：1
出隊：1
入隊：3
出隊：3
入隊：4
出隊：4
入隊：5
出隊：5
入隊：6
出隊：6
入隊：7
出隊：7
入隊：8
出隊：8
入隊：9
出隊：9

可以看到1111111在第一個出隊之前,隊列容量為1,也就是說頭10個入隊進程只有第一個成功了,其他均被阻塞.

并且出隊入隊順序是按照循環順序的,說明鎖是按照請求順序來獲取的,先到先得,這個說的就是公平鎖的意思,其實ReentrantLock既可以是公平鎖也可以是非公平鎖,其初始化的時候,往構造函數里面傳入true則為公平鎖,false則為非公平鎖.

至于什么是可重入鎖,可以看看這篇https://www.jb51.net/article/175192.htm,這個是可重入鎖的實例.

其中有一行代碼很奇怪,lock.lock();對于我這樣的萌新很好奇這個一行代碼到底發生了什么,網上很多都是說獲得鎖,但是"獲得"這個實在難以太不具體,所以我自己想象了一下,感覺大致上就是這樣的一張圖:

結合我粗淺的經驗猜測:jvm只有一個就緒隊列,就緒隊列里面的線程按照隊列順序使用cpu資源,若不加鎖,那么所有線程都可以按序取得資源,但是由于面向對象了,所以不好直接控制就緒隊列里面線程的入隊順序,這個時候就需要加鎖來控制線程的運行順序來保證處理邏輯正確.(其實也不不是那么嚴格的隊列,就緒狀態的線程如果是非公平鎖一般會隨機先后的運行,說是隊列而已,其實就是表達就緒狀態)

結合代碼的lock()方法,如果有線程進入cpu并且調用lock(),如果該鎖沒有被其他線程獲取過,那么這個線程可以使用cpu時間,如果該鎖已經被其他線程獲取了,那么該線程會給阻塞,進入阻塞隊列, 這樣來說的話,其實"獲取"這個詞也沒什么難以理解的,其實就是一個標記而已,然后lock()方法其實就只是判斷當前線程是使用cpu時間,還是進入阻塞隊列而已..

在看看unlock()方法,由上面的圖幫助,其實這個也很好理解,其實就是把阻塞隊列的隊首的線程出隊,然后進入就緒隊列而已.

可以猜測,如果運行過程中有多個鎖實例,那么就會有多少個可能阻塞的線程,那么除了使用用多個鎖,其實還有別的方法來增加阻塞線程,就是使用Condition類,需要指出的是condition類的await()方法,會阻塞當前線程,然后自動解除當前線程獲取的鎖(這點尤其重要),切換線程,如果其他線程中有喚醒,那么這個在被喚醒后線程會從await()的位置繼續往下運行,所以一般要配合while循環使用,如果某線程被喚醒,那么它對于它之前獲取的鎖,也將重新獲取,如果此時該鎖已經被另外一個線程獲取,且還沒有解鎖,此時的喚醒就會出錯,會出現莫名其妙的錯誤,所以需要設置一個volatile變量來檢測線程的運行狀態,所以await()方法前后都要檢測.

這里提出一道題,來自leetcode,要求使用condition類來寫,

題意:

編寫一個可以從 1 到 n 輸出代表這個數字的字符串的程序，但是：

如果這個數字可以被 3 整除，輸出 "fizz"。

如果這個數字可以被 5 整除，輸出 "buzz"。

如果這個數字可以同時被 3 和 5 整除，輸出 "fizzbuzz"。

例如，當 n = 15，輸出： 1, 2, fizz, 4, buzz, fizz, 7, 8, fizz, buzz, 11, fizz, 13, 14, fizzbuzz。

解法:

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class Main {
  static void printFizz(int x){
    System.out.printf("%d:Fizz,\n",x);
  }
  static void printBuzz(int x){
    System.out.printf("%d:Buzz,\n",x);
  }
  static void printFizzBuzz(int x){
    System.out.printf("%d:FizzBuzz,\n",x);
  }
  static void printaccpt(int x){
    System.out.printf("%d,\n",x);
  }
  static volatile int now=1;
  static ReentrantLock lock=new ReentrantLock();
  static Condition k1=lock.newCondition();
  public static void test(int n) {

    new Thread(()->{
      while(now<=n){
        lock.lock();
        try{
          while(now%5==0||now%3!=0){
            if(now>n) throw new InterruptedException();
            k1.await();
            if(now>n) throw new InterruptedException();
          }
          printFizz(now);
          now++;
          k1.signalAll();
        } catch (InterruptedException e) {
          break;
          //e.printStackTrace();
        } finally{
          lock.unlock();
        }
      }
      System.out.println("Thread 1 is over");
    }).start();

    new Thread(()->{
      while(now<=n){
        lock.lock();
        try{

          while(now%5!=0||now%3==0) {
            if(now>n) throw new InterruptedException();
            k1.await();
            if(now>n) throw new InterruptedException();
          }
          printBuzz(now);
          now++;
          k1.signalAll();
        } catch (InterruptedException e) {
          break;
          // e.printStackTrace();
        } finally{
          lock.unlock();
        }
      }
      System.out.println("Thread 2 is over");
    }).start();


    new Thread(()->{
      while(now<=n){
        lock.lock();
        try{
          while(now%5!=0||now%3!=0) {
            if(now>n) throw new InterruptedException();
            k1.await();
            if(now>n) throw new InterruptedException();
          }
          printFizzBuzz(now);
          now++;
          k1.signalAll();
        } catch (InterruptedException e) {
          break;
          //Thread.interrupted();
          //e.printStackTrace();
        } finally{
          lock.unlock();
        }
      }
      System.out.println("Thread 3 is over");
    }).start();


    new Thread(()->{
      while(now<=n){
        lock.lock();
        try{
          while(now%5==0||now%3==0) {
            if(now>n) throw new InterruptedException();
            k1.await();
            if(now>n) throw new InterruptedException();
          }
          printaccpt(now);
          now++;
          k1.signalAll();
        }catch (InterruptedException e){
          break;
          //Thread.interrupted();
          //e.printStackTrace();
        }
        finally{
          lock.unlock();
        }
      }
      System.out.println("Thread 4 is over");
    }).start();
  }

  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    test(30);
  }
}

上述就是小編為大家分享的Condition類如何在java項目中使用了，如果剛好有類似的疑惑，不妨參照上述分析進行理解。如果想知道更多相關知識，歡迎關注億速云行業資訊頻道。