关于java:Guava监视器之Monitor

前言：对于一个管制锁的业务场景来说，有简略的也有简单的，最简略的就是判断一个对象是否是 null。再简单点就是对于一个简单条件的判断。
判断的话如果是一个 boolean 类型，guava 提供了一个监视器类来实现，
相比传统 java 提供的 ReentrantLock,synchronized, 他提供了很大的便利性。好，咱们一探窥见。

此类旨在代替 ReentrantLock。与应用的代码相比，应用的代码 Monitor 不易出错且可读性强 ReentrantLock，而不会造成显著的性能损失。
Monitor 通过优化条件的评估和信号传递，甚至具备进步性能的后劲。信令是齐全隐式的。通过打消显式的信号传递，
此类能够保障在条件变为真时不会唤醒一个线程（不会因为应用引起“信号风暴”Condition.signalAll），
并且不会失落信号（因为对的不正确应用而不会导致“挂起”Condition.signal）。
在调用任何具备 void 返回类型的 enter 办法时，应始终紧随其后的是 try / finally 块，以确保以后线程洁净地来到监视器：


   // 实现就是包装了重入锁的 lock.lock()
   monitor.enter();
   try {// do things while occupying the monitor} finally {monitor.leave();
   }

对任何带有 boolean 返回类型的 enter 办法的调用应始终作为蕴含 try / finally 块的 if 语句的条件呈现，以确保以后线程洁净地来到监视器：

    // 实现就是包装了重入锁的 lock.tryLock()
   if (monitor.tryEnter()) {
     try {// do things while occupying the monitor} finally {monitor.leave();
     }
   } else {// do other things since the monitor was not available}

上面的例子显示应用表白一个简略的线程持有人 synchronized，ReentrantLock 和 Monitor。

synchronized

该版本是起码的代码行，次要是因为所应用的同步机制已内置在语言和运行时中。然而程序员必须记住要防止几个常见的谬误：wait()必须在 while 而不是 if，并且 notifyAll()必须应用，notify()因为必须期待两个不同的逻辑条件。


   public class SafeBox<V> {
     private V value;

     public synchronized V get() throws InterruptedException {while (value == null) {wait();
       }
       V result = value;
       value = null;
       notifyAll();
       return result;
     }

     public synchronized void set(V newValue) throws InterruptedException {while (value != null) {wait();
       }
       value = newValue;
       notifyAll();}
   }

ReentrantLock

该版本比 synchronized 版本更为简短，并且依然须要程序员记住要应用 while 而不是 if。然而，一个长处是咱们能够引入两个独自的 Condition 对象，这使咱们能够应用 signal()代替 signalAll()，这可能会带来性能上的益处。


   public class SafeBox<V> {private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
     private final Condition valuePresent = lock.newCondition();
     private final Condition valueAbsent = lock.newCondition();
     private V value;

     public V get() throws InterruptedException {lock.lock();
       try {while (value == null) {valuePresent.await();
         }
         V result = value;
         value = null;
         valueAbsent.signal();
         return result;
       } finally {lock.unlock();
       }
     }

     public void set(V newValue) throws InterruptedException {lock.lock();
       try {while (value != null) {valueAbsent.await();
         }
         value = newValue;
         valuePresent.signal();} finally {lock.unlock();
       }
     }
   }

Monitor

此版本在 Guard 对象四周增加了一些详细信息，但从 get 和 set 办法中删除了雷同的详细信息，甚至更多。
Monitor 实现了与上述 ReentrantLock 版本中手动编码雷同的无效信令。
最初，程序员不再须要手动编写期待循环的代码，因而不用记住要应用 while 代替 if。


   public class SafeBox<V> {private final Monitor monitor = new Monitor();
     private final Monitor.Guard valuePresent = new Monitor.Guard(monitor) {public boolean isSatisfied() {return value != null;}
     };
     private final Monitor.Guard valueAbsent = new Monitor.Guard(monitor) {public boolean isSatisfied() {return value == null;}
     };
     private V value;

     public V get() throws InterruptedException {monitor.enterWhen(valuePresent);
       try {
         V result = value;
         value = null;
         return result;
       } finally {monitor.leave();
       }
     }

     public void set(V newValue) throws InterruptedException {monitor.enterWhen(valueAbsent);
       try {value = newValue;} finally {monitor.leave();
       }
     }
   }

首先得理解下 Monitor 构造

private final boolean fair;
private final ReentrantLock lock;
private Guard activeGuards = null;

从下面构造能够看进去，Monitor 也有偏心非偏心之分，因为他底层也是基于 lock 封装的，比拟翻新
的是有个 activeGuards 的 Guard，那么得再认真理解下 Guard 类。

Guard 类构造

final Monitor monitor;
final Condition condition;
int waiterCount = 0;
Guard next;

public abstract boolean isSatisfied();

警卫类是依赖一个 monitor，没有 monitor 也就没有必要警卫了。
condition 的作用就是关联一个锁条件，锁条件的实现是重写形象办法 isSatisfied。
waiterCount，意思是重入的次数，其实就是想晓得是第一次还是最初一次，最初一次须要替换 next 指针。

构造看明确了，那么进入正题，看下如何做到加锁和写锁。

Monitor 加锁

已 enterWhen 为例：

public void enterWhen(Guard guard) throws InterruptedException {
    // null 判断，没什么好说的
    if (guard.monitor != this) {throw new IllegalMonitorStateException();
    }
    // 缩小指针援用门路
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    // 锁是否被以后线程持有
    boolean signalBeforeWaiting = lock.isHeldByCurrentThread();
    // 尝试获取锁
    lock.lockInterruptibly();

    boolean satisfied = false;
    try {
        // 警卫是否平安，不平安则期待
      if (!guard.isSatisfied()) {
        // 期待警卫告诉
        await(guard, signalBeforeWaiting);
      }
      satisfied = true;
    } finally {if (!satisfied) {leave();
      }
    }
  }

  private void await(Guard guard, boolean signalBeforeWaiting) throws InterruptedException {
    // 期待是否先告诉，以后线程曾经拿到锁了，进行看下一个期待对象
    if (signalBeforeWaiting) {signalNextWaiter();
    }
    // 第一次开始期待，就是记录下 waiterCount
    beginWaitingFor(guard);
    try {
      do {
        // 第一次开始 await
        guard.condition.await();
        // 看条件，其实和那种最一般的写法是一样的
      } while (!guard.isSatisfied());
    } finally {
      // 记录下 waiterCount，判断是否须要执行 next 警卫
      endWaitingFor(guard);
    }
  }  


  private void signalNextWaiter() {for (Guard guard = activeGuards; guard != null; guard = guard.next) {if (isSatisfied(guard)) {guard.condition.signal();
        break;
      }
    }
  }

  private void beginWaitingFor(Guard guard) {
    int waiters = guard.waiterCount++;
    if (waiters == 0) {
      // push guard onto activeGuards
      guard.next = activeGuards;
      activeGuards = guard;
    }
  }

  private void endWaitingFor(Guard guard) {
    int waiters = --guard.waiterCount;
    if (waiters == 0) {
      // unlink guard from activeGuards
      for (Guard p = activeGuards, pred = null; ; pred = p, p = p.next) {if (p == guard) {if (pred == null) {activeGuards = p.next;} else {pred.next = p.next;}
          p.next = null; // help GC
          break;
        }
      }
    }
  }

Monitor 解锁

解锁绝对加锁步骤少了很多，finally 外面进行 unlock 开释锁

 /**
   * Leaves this monitor. May be called only by a thread currently occupying this monitor.
   */
  public void leave() {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    try {
      // No need to signal if we will still be holding the lock when we return
      if (lock.getHoldCount() == 1) {signalNextWaiter();
      }
    } finally {lock.unlock(); // Will throw IllegalMonitorStateException if not held
    }
  }

这里就简略剖析下 Monitor 的实现了，点到为止，能够看出通过形象 Monitor 和 Guard，把锁条件进行封装，有点策略和单个责任链模式的意思，
这么想可能是 google 程序员感觉 jdk 的 lock 还是不够形象，所以再封装了一层。

写这篇文章也就花了半个多小时的工夫，发现 3 篇文章一写的确越来越顺了，也有可能剖析的还是过于外表，然而的确写完比看完一个货色能了解更深刻。

这里感觉有个学习深度的总结还真有情理。

常识学习的档次是：看懂 < 说进去 < 写进去并能让他人也懂

本文由猿必过 YBG 公布

关于java:Guava监视器之Monitor

1、Monitor 介绍

1、与 synchronized、ReentrantLock 比拟

2、Monitor 原理

写在最初