华为仓颉语言初识:并发编程之同步机制(下)

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?

  1. 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 复制代码
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)
        }
    }
}
  1. 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 复制代码
  spawn {
        for (_ in 1..8) {
             apple.produceApple()
             sleep(Duration.millisecond * 200) 
        }
     }
  spawn {
        for (_ in 1..8) {
            apple.comsumApple()
            sleep(Duration.millisecond * 200) 
       }
  }
  1. 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 复制代码
 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 复制代码
 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 复制代码
  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!。

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