[学习交流] 【石家庄校区】使用Lock来实现生产者和消费者问题

在使用Lock之前，我们都使用Object 的wait和notify实现同步的。举例来说，一个producer和consumer，consumer发现没有东西了，等待，produer生成东西了，唤醒。

线程consumer	线程producer
synchronize(obj){ obj.wait();//没有东西了，等待 }	synchronize(obj){ obj.notify();//有东西了，唤醒 }

有了lock后，世道变了，现在是：

lock.lock();
condition.await();
lock.unlock();

lock.lock();
condition.signal();
lock.unlock();

为了突出区别，省略了若干细节。区别有三点：

1. lock不再用synchronize把同步代码包装起来；
2. 阻塞需要另外一个对象condition；
3. 同步和唤醒的对象是condition而不是lock，对应的方法是await和signal，而不是wait和notify。

为什么需要使用condition呢？简单一句话，lock更灵活。以前的方式只能有一个等待队列，在实际应用时可能需要多个，比如读和写。为了这个灵活性，lock将同步互斥控制和等待队列分离开来，互斥保证在某个时刻只有一个线程访问临界区（lock自己完成），等待队列负责保存被阻塞的线程（condition完成）。

通过查看ReentrantLock的源代码发现，condition其实是等待队列的一个管理者，condition确保阻塞的对象按顺序被唤醒。

在Lock的实现中，LockSupport被用来实现线程状态的改变，后续将更进一步研究LockSupport的实现机制。

[Java] 纯文本查看 复制代码

  package com.thread;
  
  import java.util.LinkedList;
  import java.util.concurrent.locks.Condition;
  import java.util.concurrent.locks.Lock;
  import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
  
  
  /**
   * 使用Lock来实现生产者和消费者问题
   * 
   * 
   *
   */
  public class ProducerConsumer {
      public static void main(String[] args) {
          Basket b = new Basket();
          Product p = new Product(b);
          Consumer c = new Consumer(b);
          Consumer c1 = new Consumer(b);
          new Thread(p).start();
          new Thread(c).start();
          new Thread(c1).start();
      }
  }
  //馒头
  class ManTou{
      int id;
      public ManTou(int id) {
          this.id = id;
      }
      @Override
      public String toString() {
          return "ManTou"+id;
      }
  }
  
  //装馒头的篮子
  class Basket{
      int max = 6;
      LinkedList<ManTou> manTous = new LinkedList<ManTou>();
      Lock lock = new ReentrantLock(); //锁对象
      Condition full = lock.newCondition();  //用来监控篮子是否满的Condition实例
      Condition empty = lock.newCondition(); //用来监控篮子是否空的Condition实例
      //往篮子里面放馒头
      public void push(ManTou m){
          lock.lock();
          try {
              while(max == manTous.size()){
                  System.out.println("篮子是满的，待会儿再生产...");
                  full.await();
              }
              manTous.add(m);
              empty.signal();
          } catch (InterruptedException e) {
              e.printStackTrace();
          }finally{
              lock.unlock();
          }
      }
      //往篮子里面取馒头
      public ManTou pop(){
          ManTou m = null;
          lock.lock();
          try {
              while(manTous.size() == 0){
                  System.out.println("篮子是空的，待会儿再吃...");
                  empty.await();
              }
              m = manTous.removeFirst();
              full.signal();
          } catch (InterruptedException e) {
              e.printStackTrace();
          }finally{
              lock.unlock();
              return m;
          }
      }
  }
  //生产者
  class Product implements Runnable{
      Basket basket;
      public Product(Basket basket) {
          this.basket = basket;
      }
      public void run() {
          for (int i = 0; i < 40; i++) {
              ManTou m = new ManTou(i);
              basket.push(m);
              System.out.println("生产了"+m);
              try {
                  Thread.sleep((int)(Math.random()*2000));
              } catch (InterruptedException e) {
                  e.printStackTrace();
              }
              
          }
      }
  }
 
 //消费者
 class Consumer implements Runnable{
     Basket basket;
     public Consumer(Basket basket) {
         this.basket = basket;
     }
     public void run() {
         for (int i = 0; i < 20; i++) {
             try {
                 Thread.sleep((int)(Math.random()*2000));
             } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
             ManTou m = basket.pop();
             System.out.println("消费了"+m);
         }
     }

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