Guarded Suspension：让多线程编程更轻松的模式

2024-01-11 19:35:46

Guarded Suspension原理

Guarded Suspension是一种设计模式，它允许一个线程等待另一个线程的执行结果。基本思想是将等待线程挂起，直到目标线程完成任务并通知它可以继续运行。

Guarded Suspension模式的关键组件包括：

条件变量（Condition Variable）： 条件变量用于通知线程何时可以继续运行。条件变量与互斥锁一起使用，以确保只有当条件为真时线程才被唤醒。
互斥锁（Mutex）： 互斥锁用于保护共享资源，如条件变量，防止多个线程同时访问。
挂起队列（Wait Queue）： 挂起队列用于存储等待条件为真的线程。当条件为假时，线程被挂起并添加到挂起队列中。
唤醒函数（Signal Function）： 唤醒函数用于通知条件变量条件为真，从而唤醒挂起队列中的线程。

Guarded Suspension示例

以下是一个Guarded Suspension的示例代码，它演示了如何使用Guarded Suspension模式编写生产者消费者程序：

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class GuardedSuspension {

    private BlockingQueue<Integer> queue = new LinkedBlockingQueue<>();
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition notEmpty = lock.newCondition();

    public void produce(int value) {
        lock.lock();
        try {
            while (queue.isFull()) {
                notEmpty.await();
            }
            queue.add(value);
            notEmpty.signalAll();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public int consume() {
        lock.lock();
        try {
            while (queue.isEmpty()) {
                notEmpty.await();
            }
            int value = queue.take();
            notEmpty.signalAll();
            return value;
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
            return -1;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        GuardedSuspension gs = new GuardedSuspension();
        Thread producer = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                gs.produce(i);
            }
        });
        Thread consumer = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                System.out.println("Consumed: " + gs.consume());
            }
        });
        producer.start();
        consumer.start();
    }
}