读《图解java多线程设计模式》总结--Guarded Suspension

1,从名字上看就是增加了守护功能的一种设计模式，目的是确保在多线程条件下各线程能正常操作共享资源，如果触发了守护功能，相关的线程就必须等待，直到守护功能确保不会出现操作异常才会让线程继续执行下去。

2，与Single Threaded Execution 相似都是为了保护共享资源，只不过Single Threaded Execution是无条件的多线程互斥，而Guarded Suspension是在守护条件不满足的情况下才会使得相关的线程进入等待。

3，实现方式，这里有几个概念，一个是守护方法（GuardedMethod），该方法只有在守护条件满足的情况下才会执行对共享资源的操作，如果不满足守护条件，则让调用该方法线程一直等待，守护方法是通过while和wait实现。另一个是改变守护条件方法（StateChangeingMethod）,该方法由另外一个线程调用，改变守护条件，使得守护方法里面能够满足守护条件，而让等待的线程继续执行下去，改变守护条件方法是通过notify/notifyAll来实现

4，代码实现

1）先定义一个Guard类，里面分别实现GuardedMethod和StateChangeingMethod，GuardedMethod的守护条件是共享资源的值等于5，如果不等于5就让当前线程一直等待

package guardesuspension.study;

public class Guard {

    int sharedResource=0;
    public synchronized void  guardedMethod()
    {
        while(sharedResource!=5)
        {
            System.out.println("Thread name:"+Thread.currentThread().getName()+" is waiting");
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("Thread name:"+Thread.currentThread().getName()+" read shared resource:"+ sharedResource);
    }


    public synchronized void  stateChangeingMethod()
    {
        sharedResource=5;
        System.out.println("Thread name:"+Thread.currentThread().getName()+" set shared resource:"+ sharedResource);
        notifyAll();
    }
}

 

2）启动两条线程，线程1调用GuardedMethod，由于不满足守护条件，线程1被阻塞，2秒后，线程2调用stateChangeingMethod，改变共享资源的值，并且通知线程1，此时线程1的守护条件满足了，不再等待，继续执行下面的程序

package guardesuspension.study;

public class GuardedSuspension {

    public static void main(String[] args) {
        Guard guard=new Guard();

        Thread thead1=new Thread(
                new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        guard.guardedMethod();
                    }
                }
        );
        thead1.start();


        Thread thead2=new Thread(
                new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        try {
                            Thread.sleep(2000);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                        guard.stateChangeingMethod();
                    }
                }
        );
        thead2.start();

    }
}

3）执行结果

Thread name:Thread-0 is waiting    //线程0不满足守护条件，进入等待
Thread name:Thread-1 set shared resource:5  //线程1改变了守护条件，并通知线程0
Thread name:Thread-0 read shared resource:5 //此时线程0满足了守护条件不等待，执行等待后的程序

 

5，Java类库中的应用

java.util.LinkedBlockingQueue采用的就是Guarded Suspension模式

该类有两个相关方法

一个是take()获取队首元素，如果此时队列是空，那么调用take方法的线程就会进入等待。

一个是put ()往对列末尾添加元素，添加完后会让由于调用take进入等待的线程继续执行，获取到队首元素

LinkedBlockingQueue已经实现了线程等待功能，所以不需要使用wait, notify,notifyAll等线程同步方法

1）具体代码实例

package guardesuspension.study;

import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;

public class LinkedBlockingQueueTest {

    public static void main(String[] args) {
        LinkedBlockingQueue queue=new   LinkedBlockingQueue(100);

        Thread thead1=new Thread(
                new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        try {
                            System.out.println("Thread name:"+Thread.currentThread().getName()+" Get first from quene");
                           int result= queue.take();
                            System.out.println("Thread name:"+Thread.currentThread().getName()+" Get first from quene the result="+result);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
        );
        thead1.start();


        Thread thead2=new Thread(
                new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        try {
                            Thread.sleep(2000);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }

                        try {
                            System.out.println("Thread name:"+Thread.currentThread().getName()+" Put value to quene");
                            queue.put(100);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }

                    }
                }
        );
        thead2.start();

    }

}

2）执行结果
Thread name:Thread-0 Get first from quene //线程0想获取队首元素，由于此时为空，线程进入等待
Thread name:Thread-1 Put value to quene //线程1把一个元素推入队列
Thread name:Thread-0 Get first from quene the result=100 //线程0继续执行，获取到队首元素