冰箱怎么除霜快:线程锁的使用

本文内容

何时该使用线程锁.
线程锁的写法.
以线程锁的例子来理解线程的调度。

使用线程锁的场合

程序中经常采用多线程处理，这可以充分利用系统资源，缩短程序响应时间，改善用户体验；如果程序中只使用单线程，那么程序的速度和响应无疑会大打折扣。
但是，程序采用了多线程后，你就必须认真考虑线程调度的问题，如果调度不当，要么造成程序出错，要么造成荒谬的结果。

一个讽刺僵化体制的笑话

前苏联某官员去视察植树造林的情况，现场他看到一个人在远处挖坑，其后不远另一个人在把刚挖出的坑逐个填上，官员很费解于是询问陪同人员，当地管理人员说“负责种树的人今天病了”。
上面这个笑话如果发生在程序中就是线程调度的问题，种树这个任务有三个线程：挖坑线程，种树线程和填坑线程，后面的线程必须等前一个线程完成才能进行，而不是按时间顺序来进行，否则一旦一个线程出错就会出现上面荒谬的结果。

用线程锁来处理两个线程先后执行的情况

在程序中，和种树一样，很多任务也必须以确定的先后秩序执行，对于两个线程必须以先后秩序执行的情况，我们可以用线程锁来处理。
线程锁的大致思想是：如果线程A和线程B会执行实例的两个函数a和b，如果A必须在B之前运行，那么可以在B进入b函数时让B进入wait set，直到A执行完a函数再把B从wait set中激活。这样就保证了B必定在A之后运行，无论在之前它们的时间先后顺序是怎样的。

线程锁的代码

如右，SwingComponentLock的实例就是一个线程锁，lock函数用于锁定线程，当完成状态isCompleted为false时进 入的线程会进入SwingComponentLock的实例的wait set，已完成则不会；要激活SwingComponentLock的实例的wait set中等待的线程需要执行unlock函数。

public class SwingComponentLock {
// 是否初始化完毕
boolean isCompleted = false;

/**
   * 锁定线程
   */
public synchronized void lock() {
    while (!isCompleted) {
      try {
        wait();
      } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        logger.error(e.getMessage());
      }
    }
}

/**
   * 解锁线程
   *
   */
public synchronized void unlock() {
    isCompleted = true;
    notifyAll();
}
}

线程锁的使用

public class TreeViewPanel extends BasePanel {
// 表空间和表树
private JTree tree;

// 这个是防树还未初始化好就被刷新用的
private SwingComponentLock treeLock;

protected void setupComponents() {
    // 初始化锁
    treeLock = new SwingComponentLock();

    // 创建根节点
    DefaultMutableTreeNode root = new DefaultMutableTreeNode("DB");
    tree = new JTree(root);

    // 设置布局并装入树
    setLayout(new BoxLayout(this, BoxLayout.Y_AXIS));
    add(new JScrollPane(tree));

    // 设置树节点的图标
    setupTreeNodeIcons();

    // 解除对树的锁定
    treeLock.unlock();
}

/**
   * 刷新树视图
   *
   * @param schemas
   */
public synchronized void refreshTree(List schemas) {
    treeLock.lock();

    DefaultTreeModel model = (DefaultTreeModel) tree.getModel();

    DefaultMutableTreeNode root = (DefaultMutableTreeNode) model.getRoot();
    root.removeAllChildren();

    for (SchemaTable schemaTable : schemas) {
      DefaultMutableTreeNode schemaNode = new DefaultMutableTreeNode(
          schemaTable.getSchema());

      for (String table : schemaTable.getTables()) {
        schemaNode.add(new DefaultMutableTreeNode(table));
      }

      root.add(schemaNode);
    }

    model.reload();
}

讲解

上页中，setupComponents函数是Swing主线程执行的，而refreshTree函数是另外的线程执行（初始化时程序开辟一个线程 执行，其后执行由用户操作决定）。 refreshTree函数必须要等setupComponents函数把tree初始化完毕后才能执行，而tree初始化的时间较长，可能在初始化的过 程中执行refreshTree的线程就进入了，这就会造成问题。
程序使用了一个SwingComponentLock来解决这个问题，setupComponents一开始就创建SwingComponentLock 的实例treeLock，然后执行refreshTree的线程以来就会进入treeLock的wait set，变成等待状态，不会往下执行，这是不管tree是否初始化完毕都不会出错；而setupComponents执行到底部会激活treeLock的 wait set中等待的线程，这时再执行refreshTree剩下的代码就不会有任何问题，因为setupComponents执行完毕tree已经初始化好 了。
让线程等待和激活线程的代码都在SwingComponentLock类中，这样的封装对复用很有好处，如果其它复杂组件如table也要依此办理直接创 建SwingComponentLock类的实例就可以了。如果把wait和notifyAll写在TreeViewPanel类中就不会这样方便了。

总结

线程锁用于必须以固定顺序执行的多个线程的调度。
线程锁的思想是先锁定后序线程，然后让线序线程完成任务再接触对后序线程的锁定。
线程锁的写法和使用一定要理解记忆下来。