前言
华为仓颉语言除了提供原子操作,可重入互斥锁和 Monitor 用来保证多线程并发安全之外,还提供了 MultiConditionMonitor,synchronized 和 ThreadLocal 三种同步机制解决线程间同步问题。本篇文章详细介绍这三种同步机制的作用原理及使用,建议点赞收藏!
同步机制
MultiConditionMonitor
MultiConditionMonitor 继承于可重入互斥锁 ReentrantMutex,并提供了一个 newCondition() 方法用来动态创建条件变量,解决复杂场景下线程间同步问题。
以经典的生产-消费模型为例,看看 MultiConditionMonitor 是怎么实现生产者和消费者的?
- 定义共享资源类,创建两个条件变量 empty 和 full,用来标识 MulticonditionMonitor 的等待和唤醒条件。
scss
class Apple {
let monitor = MultiConditionMonitor()
var count: Int64 = 0
var empty: ConditionID
var full: ConditionID
init() {
count = 0
synchronized(monitor) {
empty = monitor.newCondition()
full = monitor.newCondition()
}
}
func produceApple() {
synchronized(monitor) {
while (count == 100) {
AppLog.info("Apple-produceApple wait")
monitor.wait(empty)
}
count++
AppLog.info("Apple-produceApple ${count}")
monitor.notify(full)
}
}
func comsumApple() {
synchronized(monitor) {
while (count == 0) {
AppLog.info("Apple-comsumApple wait")
monitor.wait(full)
}
count--;
AppLog.info("Apple-comsumApple ${count}")
monitor.notify(empty)
}
}
}
- 测试生产-消费者模型,当一个线程生产一个 apple 后,另一个线程则消费掉苹果,否则当前线程处于等待状态。
scss
spawn {
for (_ in 1..8) {
apple.produceApple()
sleep(Duration.millisecond * 200)
}
}
spawn {
for (_ in 1..8) {
apple.comsumApple()
sleep(Duration.millisecond * 200)
}
}
-
测试结果,Apple 的生产与消费交替执行。
Apple-produceApple 1
Apple-comsumApple 0
Apple-produceApple 1
Apple-comsumApple 0
Apple-produceApple 1
Apple-comsumApple 0
Apple-produceApple 1
Apple-comsumApple 0
Apple-produceApple 1
Apple-comsumApple 0
synchronized
synchronized 关键字对于大家来说肯定不陌生,在 java 中,synchronized 用来给共享变量进行加锁确保多线程下对共享变量的访问安全。而在仓颉语言中,synchronized 通常和 ReentrantMutex()一起使用,用来自动加解锁。
不使用 synchronized 时,需要手动调用 lock()和 unlock()方法。
scss
var sum = AtomicInt64(0)
let mutex = ReentrantMutex()
for (pattern in 1..100) {
spawn {
mutex.lock()
sum +=1
mutex.unlock()
}
}
sleep(Duration.second*2)
AppLog.info("Main===${sum}")
使用 synchronized 后,不需要手动调用lock()和 unlock()方法。
scss
var sum = AtomicInt64(0)
let mutex = ReentrantMutex()
for (pattern in 1..100) {
spawn {
synchroized(mutex){
sum +=1
}
}
}
sleep(Duration.second*2)
AppLog.info("Main===${sum}")
ThreadLocal
线程局部变量 ThreadLocal 的作用在仓颉与 Java 中基本相同,都是将数据保存在线程内部存储空间来保存局部变量,使不同的线程间能够安全的访问自己的局部变量,做到线程隔离的作用。
kotlin
let threadLocal = ThreadLocal<Int64>()
let fun1 = spawn {
this.threadLocal.set(100)
AppLog.info("线程1 === ${this.threadLocal.get().getOrThrow()}")
}
let fun2= spawn {
this.threadLocal.set(200)
AppLog.info("线程2 === ${this.threadLocal.get().getOrThrow()}")
}
//输出
线程1 === 100
线程2 === 200
总结
仓颉语言中的一共提供了 6 种并发工具,用来解决多线程下的并发安全问题。本篇文章讲述最后的三种并发工具,使用和理解上都和 java 基本相似,特别是synchroized 和 ThreadLocal 的基本使用掌握起来也十分容易,已经学会了的小伙伴,赶快动手试试吧!。