使用wait/notify模拟Queue+ThreadLocal
在main函数中设置队列的容量为5,并添加了a、b、c、d、e这5个元素。在子线程t1中,想要将元素f、g添加进入队列,但是由于队列已满,执行lock.wait(),释放lock对象锁。t2线程从队列中取出两个元素,它获取到lock对象锁之后,因此时队列容量已满为5个,则从队列中取出元素并执行lock.notify发送通知给t1,t1等待t2中取出一个元素的代码执行完毕并释放lock锁之后,t1获得lock锁就可以向队列中添加一个元素了。
import java.util.LinkedList;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class MyQueue {
//1 需要一个承装元素的集合
private LinkedList<Object> list = new LinkedList<Object>();
//2 需要一个计数器
//AtomicInteger是一个提供原子操作的Integer类,通过线程安全的方式操作加减。
private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
//3 需要制定上限和下限
private final int minSize = 0;//声明时初始化
private final int maxSize ;
//4 构造方法
public MyQueue(int size){
this.maxSize = size;//在构造方法中初始化
}
//5 初始化一个对象 用于加锁
private final Object lock = new Object();
//put(anObject): 把anObject加到BlockingQueue里,如果BlockQueue没有空间,则调用此方法的线程被阻断,直到BlockingQueue里面有空间再继续.
public void put(Object obj){
synchronized (lock) {
while(count.get() == this.maxSize){
try {
lock.wait();
} catch (InterruptedException e) {//中断异常
e.printStackTrace();
}
}
//1 加入元素
list.add(obj);
//2 计数器累加
count.incrementAndGet();
//3 通知另外一个线程(唤醒)
lock.notify();
System.out.println("新加入的元素为:" + obj);
}
}
//take: 取走BlockingQueue里排在首位的对象,若BlockingQueue为空,阻断进入等待状态直到BlockingQueue有新的数据被加入.
public Object take(){
Object ret = null;
synchronized (lock) {
while(count.get() == this.minSize){
try {
lock.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//1 做移除元素操作
ret = list.removeFirst();
//2 计数器递减
count.decrementAndGet();
//3 唤醒另外一个线程
lock.notify();
}
return ret;
}
public int getSize(){
return this.count.get();
}
public static void main(String[] args) {
final MyQueue mq = new MyQueue(5);
mq.put("a");
mq.put("b");
mq.put("c");
mq.put("d");
mq.put("e");
System.out.println("当前容器的长度:" + mq.getSize());
Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
mq.put("f");
mq.put("g");
}
},"t1");
t1.start();
Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Object o1 = mq.take();
System.out.println("移除的元素为:" + o1);
Object o2 = mq.take();
System.out.println("移除的元素为:" + o2);
}
},"t2");
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
t2.start();
}
}
Eclipse中console输出
t2取走队列中一个元素后,释放锁并执行System.out.println("移除的元素为:" + o1);。与此同时,t1获得对象锁并执行put方法中lock.wait后面的代码,并System.out.println("新加入的元素为:" + obj);。上图中椭圆标注的部分,由于t1与t2同时运行,执行各自代码的时间点的先后顺序导致。
ThreadLocal
ThreadLocal概念:线程局部变量,是一种多线程间并发访问变量的解决方案。它完全不提供锁,而是使用空间换时间的手段,为每个线程提供变量的独立副本,以保障线程安全。从性能上来说,ThreadLocal不具有绝对的优势,在并发不是很高的情况下,加锁的性能会更好,但是作为一套与锁完全无关的线程安全解决方案,在高并发量或者竞争激烈的场景,使用ThreadLocal可以在一定程度上减少锁竞争。
public class ConnThreadLocal {
public static ThreadLocal<String> th = new ThreadLocal<String>();
public void setTh(String value){
th.set(value);
}
public void getTh(){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + this.th.get());
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
final ConnThreadLocal ct = new ConnThreadLocal();
Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
ct.setTh("张三");
ct.getTh();
}
}, "t1");
Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000);
ct.getTh();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}, "t2");
t1.start();
t2.start();
}
}
在t1、t2两个线程中,都存在变量的本地副本。所以,在t1中修改对象的th值,在t2中是获取不到的。