Google guava 中的Monitor
synchronized
自從Java提供了多執行緒程式設計,我們經常需要處理這樣的情況:在特定的時間,我們需要限制訪問,確保只有一個執行緒訪問我們的程式碼。Java提供了同步關鍵字synchronized來實現這種訪問控制,但是使用synchronized會存在一些問題。第一個問題是,當我們需要呼叫執行緒的wait()方法時,我們必須記得去使用while迴圈。看下面例子,來自guava monitor api上的說明:
public class SafeBox<V> { private V value; public synchronized V get() throws InterruptedException { while (value == null) { wait(); } V result = value; value = null; notifyAll(); return result; } public synchronized void set(V newValue) throws InterruptedException { while (value != null) { wait(); } value = newValue; notifyAll(); } }
在這個例子中獲取一個值,當值不存在的時候,我們等待。。。有值的時候需要notifyAll()。這裡需要注意的是,我們要在while迴圈中使用wait方法,而不是if。另外用notifyAll而不是notify。
ReentrantLock
在java.util.concurrent包中提供了ReentrantLock,我們使用它來實現上面的場景看看
import java.util.concurrent.locks.Condition; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class SafeBox<V> { private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); private final Condition valuePresent = lock.newCondition(); private final Condition valueAbsent = lock.newCondition(); private V value; public V get() throws InterruptedException { lock.lock(); try { while (value == null) { valuePresent.await(); } V result = value; value = null; valueAbsent.signal(); return result; } finally { lock.unlock(); } } public void set(V newValue) throws InterruptedException { lock.lock(); try { while (value != null) { valueAbsent.await(); } value = newValue; valuePresent.signal(); } finally { lock.unlock(); } } }
我們依然需要使用while迴圈,但是有一個好處,我們可以定義兩個Condition,這樣我們就可以用signal來替代signalAll,這樣可能會帶來一點效能上的提升。
Monitor
Monitor是一個支援任意布林條件的同步的抽象,Monitor類是作為ReentrantLock的一個替代,程式碼中使用Monitor比使用ReentrantLock更不易出錯,可讀性也更強,並且也沒有顯著的效能損失,使用Monitor甚至有潛在的效能得到優化,下面我們看看用guava中的Monitor怎麼重寫上面的程式碼
package com.hupengcool.guava.concurrency; import com.google.common.util.concurrent.Monitor; public class SafeBox<V> { private final Monitor monitor = new Monitor(); private final Monitor.Guard valuePresent = new Monitor.Guard(monitor) { public boolean isSatisfied() { return value != null; } }; private final Monitor.Guard valueAbsent = new Monitor.Guard(monitor) { public boolean isSatisfied() { return value == null; } }; private V value; public V get() throws InterruptedException { monitor.enterWhen(valuePresent); try { V result = value; value = null; return result; } finally { monitor.leave(); } } public void set(V newValue) throws InterruptedException { monitor.enterWhen(valueAbsent); try { value = newValue; } finally { monitor.leave(); } } }
可以發現使用guava之後,我們不需要使用while,使用Monitor.Guard定義進入程式碼快的條件即可,程式碼變得更加容易閱讀,寫起來也更加方便。
當我們Monitor的方法返回boolean值的時候,我們在if塊中包含try-finally塊,確保鎖能夠釋放。
if(monitor.enterIf(guard)){
try{
...work..
}finally{
monitor.leave();
}
}else{
.. monitor not available..
}
當monitor的方法不返回任何值的時候,我們的程式碼也需要在finally中釋放鎖
monitor.enter()
try{
...work..
}finally{
monitor.leave();
}
Monitor有幾個常用的方法
- enter():進入到當前Monitor,無限期阻塞,等待鎖。
- enter(long time, TimeUnit unit):進入到當前Monitor,最多阻塞給定的時間,返回是否進入Monitor。
- tryEnter():如果可以的話立即進入Monitor,不阻塞,返回是否進入Monitor。
- enterWhen(Guard guard):進入當前Monitor,等待Guard的isSatisfied()為true後,繼續往下執行 ,但可能會被打斷。
- enterIf(Guard guard):如果Guard的isSatisfied()為true,進入當前Monitor。等待獲得鎖,不需要等待Guard satisfied。
- tryEnterIf(Guard guard):如果Guard的isSatisfied()為true並且可以的話立即進入Monitor,不等待獲取鎖,也不等待Guard satisfied。
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