1 Condition
Condition是在java 1.5中才出现的,它用来替代传统的Object的wait()、notify()实现线程间的协作,相比使用Object的wait()、notify(),使用Condition的await()、signal()这种方式实现线程间协作更加安全和高效。Condition需要结合ReentrantLock使用。
Condition的优势是支持多路等待,即可以定义多个Condition,每个condition控制线程的一条执行通路,是对传统方式的优化。传统方式只能是一路等待。
方法名称 |
描述 |
await() |
当前线程进入等待状态直到被通知(signal)或者中断; 当前线程进入运行状态并从await()方法返回的场景包括: (1)其他线程调用相同Condition对象的signal/signalAll方法,并且当前线程被唤醒; (2)其他线程调用interrupt方法中断当前线程; |
awaitUninterruptibly() |
当前线程进入等待状态直到被通知,在此过程中对中断信号不敏感,不支持中断当前线程 |
awaitNanos(long) |
当前线程进入等待状态,直到被通知、中断或者超时。如果返回值小于等于0,可以认定就是超时了 |
awaitUntil(Date) |
当前线程进入等待状态,直到被通知、中断或者超时。如果没到指定时间被通知,则返回true,否则返回false |
signal() |
唤醒一个等待在Condition上的线程,被唤醒的线程在方法返回前必须获得与Condition对象关联的锁 |
signalAll() |
唤醒所有等待在Condition上的线程,能够从await()等方法返回的线程必须先获得与Condition对象关联的锁 |
2 Lock
lock锁的相关概念:
可重入锁:可重入锁是指同一个线程可以多次获取同一把锁。ReentrantLock和synchronized都是可重入锁。
可中断锁:可中断锁是指线程尝试获取锁的过程中,是否可以响应中断。synchronized是不可中断锁,而ReentrantLock则提供了中断功能。
公平锁与非公平锁。公平锁是指多个线程同时尝试获取同一把锁时,获取锁的顺序按照线程达到的顺序,而非公平锁则允许线程“插队”,ReentrantLock的默认实现是非公平锁,但是也可以设置为公平锁。
CAS操作(CompareAndSwap):CAS操作简单的说就是比较并交换。CAS 操作包含三个操作数 —— 内存位置(V)、预期原值(A)和新值(B)。如果内存位置的值与预期原值相匹配,那么处理器会自动将该位置值更新为新值。否则,处理器不做任何操作。无论哪种情况,它都会在 CAS 指令之前返回该位置的值。CAS 有效地说明了“我认为位置 V 应该包含值 A;如果包含该值,则将 B 放到这个位置;否则,不要更改该位置,只告诉我这个位置现在的值即可。” Java并发包(java.util.concurrent)中大量使用了CAS操作,涉及到并发的地方都调用了sun.misc.Unsafe类方法进行CAS操作。
2.1 ReentrantLock
ReentrantLock是Lock的默认实现之一,需要lock和realse,如果忘记释放锁就会产生死锁的问题,通常需要在finally中进行锁的释放。
synchronized锁的粒度控制比较粗,同时对于实现一些锁的状态的转移比较困难锁的粒度控制比较粗,同时对于实现一些锁的状态的转移比较困难。
tips |
synchronized |
Lock |
锁获取超时 |
不支持 |
支持 |
获取锁响应中断 |
不支持 |
支持 |
核心类AbstractQueuedSynchronizer,通过构造一个基于阻塞的CLH队列容纳所有的阻塞线程,而对该队列的操作均通过Lock-Free(CAS)操作。
2.2 ReentrantReadWriteLock
ReentrantReadWriteLock是Lock的另一种实现方式,我们已经知道了ReentrantLock是一个排他锁,同一时间只允许一个线程访问,而ReentrantReadWriteLock允许多个读线程同时访问,但不允许写线程和读线程、写线程和写线程同时访问。相对于排他锁,提高了并发性。在实际应用中,大部分情况下对共享数据(如缓存)的访问都是读操作远多于写操作,这时ReentrantReadWriteLock能够提供比排他锁更好的并发性和吞吐量
3 Semaphere
Semaphore是一种在多线程环境下使用的设施,该设施负责协调各个线程,以保证它们能够正确、合理的使用公共资源的设施,也是操作系统中用于控制进程同步互斥的量。Semaphore是一种计数信号量,用于管理一组资源,内部是基于AQS的共享模式。它相当于给线程规定一个量从而控制允许活动的线程数。
4 CyclicBarrier
栅栏CyclicBarrier允许两个或者多个线程在某个集合点同步。当一个线程到达集合点时,它将调用await()方法等待其它的线程。线程调用await()方法后,CyclicBarrier将阻塞这个线程并将它置入休眠状态等待其它线程的到来。等最后一个线程调用await()方法时,CyclicBarrier将唤醒所有等待的线程然后这些线程将继续执行。
5 CountDownLatch
CountDownLatch可以把它看作一个计数器,只不过这个计数器的操作是原子操作,同时只能有一个线程去操作这个计数器,也就是同时只能有一个线程去减这个计数器里面的值。你可以向CountDownLatch对象设置一个初始的数字作为计数值,任何调用这个对象上的await()方法都会阻塞,直到这个计数器的计数值被其他的线程减为0为止。
非常典型的应用场景是:有一个任务想要往下执行,但必须要等到其他的任务执行完毕后才可以继续往下执行。假如我们这个想要继续往下执行的任务调用一个CountDownLatch对象的await()方法,其他的任务执行完自己的任务后调用同一个CountDownLatch对象上的countDown()方法,这个调用await()方法的任务将一直阻塞等待,直到这个CountDownLatch对象的计数值减到0为止
6 Exchanger
用于线程间数据的交换。它提供一个同步点,在这个同步点,两个线程可以交换彼此的数据。这两个线程通过exchange方法交换数据,如果第一个线程先执行exchange()方法,它会一直等待第二个线程也执行exchange方法,当两个线程都到达同步点时,这两个线程就可以交换数据,将本线程生产出来的数据传递给对方。Exchanger 可被视为 SynchronousQueue 的双向形式。
可简单地将Exchanger对象理解为一个包含两个格子的容器,通过exchanger方法可以向两个格子中填充信息。当两个格子中的均被填充时,该对象会自动将两个格子的信息交换,然后返回给线程,从而实现两个线程的信息交换。
来源:https://www.cnblogs.com/lizhuxin/p/10745233.html