多线程循环锁

 循环锁是多线程编程中比较常见的一种编程技巧。其主要的逻辑框架是对需要执行的一段代码进行保护，当保护条件成立时才执行该段代码，而当条件不成立时就让线程等待。

while(!doCondition){

    wait();

}

doSomethingImportant();

 

    这段代码虽然短小精悍，但是在多线程编程中极为有用。这里举个简单的例子以助于理解。比如公司桌上有个盒子，有些人将自己带的吃的放进去，有些人则拿出自 己想吃的东西。这时候其实我们是有这样的约束条件的：盒子不空则能取出东西吃，盒子不满则能向盒子中放东西。这个约束条件就是这里的 doCondition，套用过来就是说盒子空了就要等待直到盒子里有东西才能取出来吃，同样，盒子满了就要等待空出一个位置才能放东西进去。于是把盒子 作为一个资源临界区，我们有如下的代码：

public class Box{

   

    ......

    public synchronized void put(Object something){

        while(isFull){//can't put

            try{

                wait();

            }

            catch(InterruptedException){

            }

        }

        doPut(something);

        notifyAll();

    }

 

    public synchronized Object get(){

        while(isEmpty){

            try{

                wait();

            }

            catch(InterruptedException){

            }

        }

        Object something = doGet();

        notifyAll();

        return something;

    }

    ......

}

   我们来分析一下get，如果盒子是空的话线程就一直等待，而要线程继续执行循环之外的语句其实有两个条件，条 件一：有其它线程将其唤醒，条件二：唤醒后盒子至少有一件东西在里面。这里用这个while循环保证了这两个条件。之后才是事实上的从盒子去东西出来，然 后有一个notifyAll()，在这里的意思是对那些准备put却因为盒子满的线程而做的，将所有线程唤醒，一旦那些put线程得到控制权那么一定满足 两个条件第一是被唤醒了第二至少有一个空间能放东西。循环锁保证了这一整个过程的安全性，因此这是个非常重要的技巧。

    试想，如果while改成if还安全吗？当然不安全了，假设当前存在几个线程同时在get上 等待（这是可能的，假设盒子已为空），这时一个线程put并唤醒了全部等待的线程，第一个线程没有检查就开始执行doGet()(因为用了if)，庆幸的 是它是正确的，但第二个线程同样没检查就doGet()，由于被第一个线程把盒子最后一件物品也取走了，所以第二个线程是不可能取到东西的，这时就会报错 了，因此换成if是不安全的，这也正式循环锁的意义锁在。

    那如果将try{}catch提到循环外呢？这个程序还是安全的吗？答案仍然是否定的。解释 其实同上面一样，还记得我强调过InterruptedException这个异常，一旦被唤醒，是从catch后的下一个语句开始执行，如果try在 while里，catch后的下一个语句其实是while的条件判断；如果try在while外面，catch的下一个语句就是直接执行doGet，其实 就成了刚刚那种情况。

    还有一点，循环中的wait也不能变成sleep，之前特别强调过wait在进入之前会获得对象锁，而进入后就释放了，因此能够给其他线程进入这段代码的 机会，而sleep则是在睡觉过程中还死握着锁不放，不妨将上例两个wait换成sleep，会发现开始线程就一直握着锁，醒了判断条件一定不满足，然后 又睡，又醒……它们被放在了死循环中，因为循环条件需要另一个线程持锁完成，可锁却被自己紧紧握着。