Java并发(四):Callable和Future、锁对象Lock-完美解决同步方式

Callable和Future

Callable接口类似于Runnable,从名字就可以看出来了,但是Runnable不会返回结果,并且无法抛出返回结果的异常,而Callable功能更强大一些,被线程执行后,可以返回值,这个返回值可以被Future拿到,也就是说,Future可以拿到异步执行任务的返回值,下面来看一个简单的例子:

public class CallableAndFuture {
    public static void main(String[] args) {
        Callable<Integer> callable = new Callable<Integer>() {
            public Integer call() throws Exception {
                return new Random().nextInt(100);
            }
        };
        FutureTask<Integer> future = new FutureTask<Integer>(callable);
        new Thread(future).start();
        try {
            Thread.sleep(5000);// 可能做一些事情
            System.out.println(future.get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

提交到CompletionService中的Future是按照完成的顺序排列的,这种做法中Future是按照添加的顺序排列的。

锁对象Lock-同步问题更完美的处理方式

Lock是java.util.concurrent.locks包下的接口,Lock 实现提供了比使用synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作,它能以更优雅的方式处理线程同步问题,我们拿Java并发(一)中的一个例子简单的实现一下和sychronized一样的效果,代码如下:

public class LockTest {  
    public static void main(String[] args) {  
        final Outputter1 output = new Outputter1();  
        new Thread() {  
            public void run() {  
                output.output("zhangsan");  
            };  
        }.start();        
        new Thread() {  
            public void run() {  
                output.output("lisi");  
            };  
        }.start();  
    }  
}  
class Outputter1 {  
    private Lock lock = new ReentrantLock();// 锁对象 
    public void output(String name) {  
        // TODO 线程输出方法 
        lock.lock();// 得到锁 
        try {  
            for(int i = 0; i < name.length(); i++) {  
                System.out.print(name.charAt(i));  
            }  
        } finally {  
            lock.unlock();// 释放锁 
        }  
    }  
}  

这样就实现了和sychronized一样的同步效果,需要注意的是,用sychronized修饰的方法或者语句块在代码执行完之后锁自动释放,而用Lock需要我们手动释放锁,所以为了保证锁最终被释放(发生异常情况),要把互斥区放在try内,释放锁放在finally内。

如果说这就是Lock,那么它不能成为同步问题更完美的处理方式,下面要介绍的是读写锁(ReadWriteLock),我们会有一种需求,在对数据进行读写的时候,为了保证数据的一致性和完整性,需要读和写是互斥的,写和写是互斥的,但是读和读是不需要互斥的,这样读和读不互斥性能更高些,来看一下不考虑互斥情况的代码原型:

public class ReadWriteLockTest {  
    public static void main(String[] args) {  
        final Data data = new Data();  
        for (int i = 0; i < 3; i++) {  
            new Thread(new Runnable() {  
                public void run() {  
                    for (int j = 0; j < 5; j++) {  
                        data.set(new Random().nextInt(30));  
                    }  
                }  
            }).start();  
        }         
        for (int i = 0; i < 3; i++) {  
            new Thread(new Runnable() {  
                public void run() {  
                    for (int j = 0; j < 5; j++) {  
                        data.get();  
                    }  
                }  
            }).start();  
        }  
    }  
}  
class Data {      
    private int data;// 共享数据 
    public void set(int data) {  
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备写入数据");  
        try {  
            Thread.sleep(20);  
        } catch (InterruptedException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
        this.data = data;  
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "写入" + this.data);  
    }     
    public void get() {  
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备读取数据");  
        try {  
            Thread.sleep(20);  
        } catch (InterruptedException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取" + this.data);  
    }  
}  
//部分输出结果
Thread-1准备写入数据  
Thread-3准备读取数据  
Thread-2准备写入数据  
Thread-0准备写入数据  
Thread-4准备读取数据  
Thread-5准备读取数据  
Thread-2写入12  
Thread-4读取12  
Thread-5读取5  
Thread-1写入12

我们要实现写入和写入互斥,读取和写入互斥,读取和读取互斥,在set和get方法加入sychronized修饰符:

public synchronized void set(int data) {...}      
public synchronized void get() {...}  
//部分输出结果:
Thread-0准备写入数据  
Thread-0写入9  
Thread-5准备读取数据  
Thread-5读取9  
Thread-5准备读取数据  
Thread-5读取9  
Thread-5准备读取数据  
Thread-5读取9  
Thread-5准备读取数据  
Thread-5读取9  

我们发现,虽然写入和写入互斥了,读取和写入也互斥了,但是读取和读取之间也互斥了,不能并发执行,效率较低,用读写锁实现代码如下:

class Data {      
    private int data;// 共享数据 
    private ReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();     
    public void set(int data) {  
        rwl.writeLock().lock();// 取到写锁 
        try {  
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备写入数据");  
            try {  
                Thread.sleep(20);  
            } catch (InterruptedException e) {  
                e.printStackTrace();  
            }  
            this.data = data;  
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "写入" + this.data);  
        } finally {  
            rwl.writeLock().unlock();// 释放写锁 
        }  
    }     
    public void get() {  
        rwl.readLock().lock();// 取到读锁 
        try {  
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备读取数据");  
            try {  
                Thread.sleep(20);  
            } catch (InterruptedException e) {  
                e.printStackTrace();  
            }  
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取" + this.data);  
        } finally {  
            rwl.readLock().unlock();// 释放读锁 
        }  
    }  
}  
//部分输出:
Thread-4准备读取数据  
Thread-3准备读取数据  
Thread-5准备读取数据  
Thread-5读取18  
Thread-4读取18  
Thread-3读取18  
Thread-2准备写入数据  
Thread-2写入6  
Thread-2准备写入数据  
Thread-2写入10  
Thread-1准备写入数据  
Thread-1写入22  
Thread-5准备读取数据  

从结果可以看出实现了我们的需求,这只是锁的基本用法,锁的机制还需要继续深入学习。

本文来自:高爽|Coder,原文地址:http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/7461369,转载请注明。

    原文作者:java锁
    原文地址: https://blog.csdn.net/vanpersie_9987/article/details/67637772
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