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lock和wait+signal

在編程中，我們經(jīng)常使用多線程來提升性能，所以這就涉及到互斥和同步的問題了。而在編程中，我們一般都是通過如下方式來完成多線程的互斥和同步:

• lock | unlock
• signal + wait(timeout)
• join
• sleep

C語言

在Linux C編程中，我們通常使用pthread類庫來完成跨平臺的多線程控制，如下是幾個常用的API：

• pthread_mutex_lock()：占有互斥鎖（阻塞操作）
• pthread_mutex_unlock(): 釋放互斥鎖
• pthread_cond_signal(): 喚醒第一個調(diào)用pthread_cond_wait()而進入睡眠的線程
• pthread_cond_wait(): 等待條件變量的特殊條件發(fā)生
• pthread_cond_timedwait():等待條件變量的特殊條件發(fā)生或者timeout
• pthread_join()：阻塞當(dāng)前的線程，直到另外一個線程運行結(jié)束
• sleep() ： 休眠固定時間，不過這個API是Linux原生提供，不能跨平臺。

注意：**pthread類庫是glibc(絕大多數(shù)Linux平臺標(biāo)準(zhǔn)C庫。)的一部分。這些功能都是通過中斷號進入內(nèi)核來完成的，而非僅僅做了Linux兼容API。**具體可見 glibc-2.23\sysdeps\nacl\nacl-interface-list.h ，聲明wait(timeout)功能中斷號文件。

Java

在Java中，多線程的控制已經(jīng)是一個統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)了，一般都是通過Java原生API或者JUC來實現(xiàn)并發(fā)控制。這里來說說原生的API：

• synchronized : 實現(xiàn)了lock 和 unlock的功能
• Object#wait : 等待信號發(fā)生，并且可以實現(xiàn)超時等待
• Object#notify ： 通知信號發(fā)生
• Object#notifyAll ：通知信號發(fā)生
• Thread#join :阻塞當(dāng)前的線程，直到另外一個線程運行結(jié)束
• Thread#sleep ： 休眠固定時間

通過這些API，我們基本上能實現(xiàn)Java的多線程并發(fā)控制，當(dāng)然了可以使用最新的JUC并發(fā)庫的API。而這些API底層也是可以通過pthread這個C庫來實現(xiàn)。

示例-Timer

Java中Timer的實現(xiàn)原理就是通過 wait 和 notify 以及 synchronized 來實現(xiàn)的：

Timer timer = new Timer(); timer.schedule(new TimerTask() {@Overridepublic void run() {} }, 1000);

其實，Timer持有TimerImpl，其實Impl就是一個Thread實現(xiàn)，它一直阻塞等待task的到來，見run代碼：

public void run() {while (true) {TimerTask task;synchronized (this) {// need to check cancelled inside the synchronized blockif (cancelled) {return;}//等待任務(wù)if (tasks.isEmpty()) {if (finished) {return;}// no tasks scheduled -- sleep until any task appeartry {//等待任務(wù)加入后，會通過notify來通知它可以運行this.wait();} catch (InterruptedException ignored) {}continue;}....if (timeToSleep > 0) {// sleep!try {//延遲執(zhí)行代碼this.wait(timeToSleep);} catch (InterruptedException ignored) {}continue;}// no sleep is necessary before launching the task...}...try {//具體執(zhí)行任務(wù)task.run();taskCompletedNormally = true;} finally {...}} }

可以看到TimerImpl的run代碼會通過wait來阻塞等待任務(wù)加入queue，然后通過notify告知它可以運行task。timer#schedule最后會調(diào)用TimerImpl#insertTask，具體代碼如下：

private void insertTask(TimerTask newTask) {// callers are synchronizedtasks.insert(newTask);this.notify(); }

**所以任務(wù)加入隊列后，通過notify來告知阻塞在等待任務(wù)的線程（TimerImpl#run）。**這樣子就實現(xiàn)了Timer的功能了，并且通過wait(timeout)實現(xiàn)了delay的功能。

總結(jié)

多線程的控制，其實大多都是依賴：

• lock
• signal + wait

這兩種類型的API來完成并發(fā)控制。

而在此基礎(chǔ)上，我們可以實現(xiàn)各種各樣的多線程并發(fā)控制，比如說：MQ，CountDownLatch等。

轉(zhuǎn)載于:https://my.oschina.net/darkgem/blog/660784

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的lock和wait+signal的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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