如何实现 Android ReentrantLock CountDownLatch
简介
在 Android 开发中，我们经常需要使用多线程来处理一些耗时的任务。然而，多线程编程往往会引发一系列的并发问题，例如竞态条件（race condition）、死锁等。为了解决这些问题，我们可以使用一些同步工具来控制线程的执行顺序和互斥访问资源。
本文将介绍如何使用 Android 中的 ReentrantLock 和 CountDownLatch 来实现线程同步和互斥。
ReentrantLock
ReentrantLock 是一个可重入锁，它可以替代传统的 synchronized 关键字来实现线程同步和互斥。相对于 synchronized 关键字，ReentrantLock 提供了更灵活的线程控制和错误恢复机制。
ReentrantLock 提供了以下方法来控制线程的访问：
lock()：获取锁。unlock()：释放锁。tryLock()：尝试获取锁，如果锁已被其他线程持有，则返回 false。tryLock(long time, TimeUnit unit)：在指定的时间内尝试获取锁，如果锁已被其他线程持有，则返回 false。newCondition()：创建一个新的条件变量。
下面是一个使用 ReentrantLock 来实现线程同步的例子：
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public void doSomething() {
lock.lock(); // 获取锁
try {
// 执行需要同步的代码
} finally {
lock.unlock(); // 释放锁
}
}
CountDownLatch
CountDownLatch 是一个同步工具，它可以让某个线程等待其他线程完成后再继续执行。CountDownLatch 使用一个计数器来实现这一机制。
CountDownLatch 提供了以下方法：
await()：等待计数器达到 0。countDown()：减少计数器的值。
下面是一个使用 CountDownLatch 来实现线程同步的例子：
private CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);
public void doSomething() throws InterruptedException {
// 创建三个线程并启动
for (int i = 0; i < 3; i++) {
new Thread(() -> {
// 执行需要同步的代码
latch.countDown(); // 完成任务，计数器减一
}).start();
}
latch.await(); // 等待计数器达到 0
// 所有线程完成任务后继续执行
}
实现 ReentrantLock 和 CountDownLatch 的组合使用
当我们需要同时使用 ReentrantLock 和 CountDownLatch 时，可以通过以下步骤来实现线程同步和互斥：
- 创建一个 ReentrantLock 对象和一个 CountDownLatch 对象。
- 在需要同步的代码块中使用 ReentrantLock 对象锁住。
- 在需要等待的线程中，调用 CountDownLatch 对象的 await() 方法进行等待。
- 在需要完成任务的线程中，调用 CountDownLatch 对象的 countDown() 方法减少计数器的值。
- 当计数器达到 0 后，等待的线程会被唤醒，继续执行。
下面是一个使用 ReentrantLock 和 CountDownLatch 的示例代码：
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class ThreadSynchronizationExample {
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
private CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);
public void doSomething() throws InterruptedException {
// 创建三个线程并启动
for (int i = 0; i < 3; i++) {
new Thread(() -> {
lock.lock(); // 获取锁
try {
// 执行需要同步的代码
} finally {
lock.unlock(); // 释放锁
latch.countDown(); // 完成任务，计数器减一
}
}).start();
}
latch.await(); // 等待计数器达到 0
// 所有线程完成任务后继续执行
}
}
示意图
下面是使用甘特图表示整个流程的示意图：
gantt
title 线程同步和互斥流程
section 初始化
