Java信號(hào)量模型實(shí)際應(yīng)用手冊
Java信號(hào)量模型需要我們不斷的進(jìn)行學(xué)習(xí),在學(xué)習(xí)的時(shí)候會(huì)有不少的問題阻礙著我們。下面我們就來看看同步鎖模型只是最簡單的同步模型。同一時(shí)刻,只有一個(gè)線程能夠運(yùn)行同步代碼。
有的時(shí)候,我們希望處理更加復(fù)雜的同步模型,比如生產(chǎn)者/消費(fèi)者模型、讀寫同步模型等。這種情況下,同步鎖模型就不夠用了。我們需要一個(gè)新的模型。這就是我們要講述的Java信號(hào)量模型。#t#
Java信號(hào)量模型的工作方式如下:線程在運(yùn)行的過程中,可以主動(dòng)停下來,等待某個(gè)Java信號(hào)量模型的通知;這時(shí)候,該線程就進(jìn)入到該信號(hào)量的待召(Waiting)隊(duì)列當(dāng)中;等到通知之后,再繼續(xù)運(yùn)行。
很多語言里面,同步鎖都由專門的對象表示,對象名通常叫Monitor。同樣,在很多語言中,Java信號(hào)量模型通常也有專門的對象名來表示,比如,Mutex,Semphore。
Java信號(hào)量模型要比同步鎖模型復(fù)雜許多。一些系統(tǒng)中,信號(hào)量甚至可以跨進(jìn)程進(jìn)行同步。另外一些信號(hào)量甚至還有計(jì)數(shù)功能,能夠控制同時(shí)運(yùn)行的線程數(shù)。
我們沒有必要考慮那么復(fù)雜的模型。所有那些復(fù)雜的模型,都是最基本的模型衍生出來的。只要掌握了最基本的信號(hào)量模型——“等待/通知”模型,復(fù)雜模型也就迎刃而解了。
我們還是以Java語言為例。Java語言里面的同步鎖和Java信號(hào)量模型概念都非常模糊,沒有專門的對象名詞來表示同步鎖和信號(hào)量,只有兩個(gè)同步鎖相關(guān)的關(guān)鍵字——volatile和synchronized。
這種模糊雖然導(dǎo)致概念不清,但同時(shí)也避免了Monitor、Mutex、Semphore等名詞帶來的種種誤解。我們不必執(zhí)著于名詞之爭,可以專注于理解實(shí)際的運(yùn)行原理。
在Java語言里面,任何一個(gè)Object Reference都可以作為同步鎖。同樣的道理,任何一個(gè)Object Reference也可以作為Java信號(hào)量模型。
Object對象的wait()方法就是等待通知,Object對象的notify()方法就是發(fā)出通知。
具體調(diào)用方法為
(1)等待某個(gè)Java信號(hào)量模型的通知
public static final Object signal = new Object();
… f1() {
synchronized(singal) { // 首先我們要獲取這個(gè)信號(hào)量。這個(gè)信號(hào)量同時(shí)也是一個(gè)同步鎖
// 只有成功獲取了signal這個(gè)信號(hào)量兼同步鎖之后,我們才可能進(jìn)入這段代碼
signal.wait(); // 這里要放棄信號(hào)量。本線程要進(jìn)入signal信號(hào)量的待召(Waiting)隊(duì)列
// 可憐。辛辛苦苦爭取到手的Java信號(hào)量模型,就這么被放棄了
// 等到通知之后,從待召(Waiting)隊(duì)列轉(zhuǎn)到就緒(Ready)隊(duì)列里面
// 轉(zhuǎn)到了就緒隊(duì)列中,離CPU核心近了一步,就有機(jī)會(huì)繼續(xù)執(zhí)行下面的代碼了。
// 仍然需要把signal同步鎖競爭到手,才能夠真正繼續(xù)執(zhí)行下面的代碼。命苦啊。
需要注意的是,上述代碼中的signal.wait()的意思。signal.wait()很容易導(dǎo)致誤解。signal.wait()的意思并不是說,signal開始wait,而是說,運(yùn)行這段代碼的當(dāng)前線程開始wait這個(gè)signal對象,即進(jìn)入signal對象的待召(Waiting)隊(duì)列。
(2)發(fā)出某個(gè)Java信號(hào)量模型的通知
… f2() {
synchronized(singal) { // 首先,我們同樣要獲取這個(gè)信號(hào)量。同時(shí)也是一個(gè)同步鎖。
// 只有成功獲取了signal這個(gè)信號(hào)量兼同步鎖之后,我們才可能進(jìn)入這段代碼
signal.notify(); // 這里,我們通知signal的待召隊(duì)列中的某個(gè)線程。
// 如果某個(gè)線程等到了這個(gè)通知,那個(gè)線程就會(huì)轉(zhuǎn)到就緒隊(duì)列中
// 但是本線程仍然繼續(xù)擁有signal這個(gè)同步鎖,本線程仍然繼續(xù)執(zhí)行
// 嘿嘿,雖然本線程好心通知其他線程,
// 但是,本線程可沒有那么高風(fēng)亮節(jié),放棄到手的同步鎖
// 本線程繼續(xù)執(zhí)行下面的代碼
需要注意的是,signal.notify()的意思。signal.notify()并不是通知signal這個(gè)對象本身。而是通知正在等待signal信號(hào)量的其他線程。
以上就是Object的wait()和notify()的基本用法。
實(shí)際上,wait()還可以定義等待時(shí)間,當(dāng)線程在某Java信號(hào)量模型的待召隊(duì)列中,等到足夠長的時(shí)間,就會(huì)等無可等,無需再等,自己就從待召隊(duì)列轉(zhuǎn)移到就緒隊(duì)列中了。
另外,還有一個(gè)notifyAll()方法,表示通知待召隊(duì)列里面的所有線程。這些細(xì)節(jié)問題,并不對大局產(chǎn)生影響。