马士兵高并发编程笔记二之容器读写同步

容器读写同步，实时通知

实现一个容器，提供两个方法，add，size, 写两个线程，线程1添加10个元素到容器中，线程2实现监控元素的个数，当个数到5个时，线程2给出提示并结束

1. volatile方法

public class MyContainer2 {

    //添加volatile，使t2能够得到通知
    volatile List lists = new ArrayList();

    public void add(Object o) {
        lists.add(o);
    }

    public int size() {
        return lists.size();
    }

    public static void main(String[] args) {
        MyContainer2 c = new MyContainer2();

        new Thread(() -> {
            for(int i=0; i<10; i++) {
                c.add(new Object());
                System.out.println("add " + i);

                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }, "t1").start();

        new Thread(() -> {
            while(true) {
                if(c.size() == 5) {
                    break;
                }
            }
            System.out.println("t2 结束");
        }, "t2").start();
    }
}

缺点：给lists添加volatile之后，t2能够接到通知，但是，t2线程的死循环很浪费cpu，如果不用死循环，该怎么做呢？

2. wait notify 方法

public class MyContainer3 {

    List lists = new ArrayList();

    public void add(Object o) {
        lists.add(o);
    }

    public int size() {
        return lists.size();
    }

    public static void main(String[] args) {
        MyContainer3 c = new MyContainer3();

        final Object lock = new Object();

        new Thread(() -> {
            synchronized(lock) {
                System.out.println("t2启动");
                if(c.size() != 5) {
                    try {
                        lock.wait();  //停止执行后面代码，同时释放锁
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                System.out.println("t2 结束");
                //通知t1继续执行
                lock.notify();
            }

        }, "t2").start();

        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e1) {
            e1.printStackTrace();
        }

        new Thread(() -> {
            System.out.println("t1启动");
            synchronized(lock) {
                for(int i=0; i<10; i++) {
                    c.add(new Object());
                    System.out.println("add " + i);

                    if(c.size() == 5) {
                        lock.notify(); //不会释放锁
                        //lock.wait(); 只有调用wait方法后，才会释放锁，t2才会得到锁执行后面的代码
                    }

                    try {
                        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }, "t1").start();   
    }
}

这里使用wait和notify做到，wait会释放锁，而notify不会释放锁
需要注意的是，运用这种方法，必须要保证t2先执行，也就是首先让t2监听才可以

调用wait后，必须调用notify通知其他线程

notify之后，t1必须释放锁，t2退出后，也必须notify，通知t1继续执行
整个通信过程比较繁琐

3. countDownLatch 门闩方法

public class MyContainer5 {

    // 添加volatile，使t2能够得到通知
    volatile List lists = new ArrayList();

    public void add(Object o) {
        lists.add(o);
    }

    public int size() {
        return lists.size();
    }

    public static void main(String[] args) {
        MyContainer5 c = new MyContainer5();

        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);

        new Thread(() -> {
            System.out.println("t2启动");
            if (c.size() != 5) {
                try {
                        //闩住，停止执行
                    latch.await();

                    //也可以指定等待时间
                    //latch.await(5000, TimeUnit.MILLISECONDS);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println("t2 结束");

        }, "t2").start();

        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e1) {
            e1.printStackTrace();
        }

        new Thread(() -> {
            System.out.println("t1启动");
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                c.add(new Object());
                System.out.println("add " + i);

                if (c.size() == 5) {
                    // 打开门闩，让t2得以执行
                    latch.countDown();
                }

                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

        }, "t1").start();

    }
}

使用Latch（门闩）替代wait notify来进行通知
好处是通信方式简单，同时也可以指定等待时间
使用await和countdown方法替代wait和notify
CountDownLatch不涉及锁定，当count的值为零时当前线程继续运行
当不涉及同步，只是涉及线程通信的时候，用synchronized + wait/notify就显得太重了
这时应该考虑countdownlatch/cyclicbarrier/semaphore