华为仓颉语言初识：并发编程之同步机制(下)

前言

华为仓颉语言除了提供原子操作，可重入互斥锁和 Monitor 用来保证多线程并发安全之外，还提供了 MultiConditionMonitor，synchronized 和 ThreadLocal 三种同步机制解决线程间同步问题。本篇文章详细介绍这三种同步机制的作用原理及使用，建议点赞收藏！

同步机制

MultiConditionMonitor

MultiConditionMonitor 继承于可重入互斥锁 ReentrantMutex,并提供了一个 newCondition() 方法用来动态创建条件变量,解决复杂场景下线程间同步问题。
以经典的生产-消费模型为例，看看 MultiConditionMonitor 是怎么实现生产者和消费者的？

1. 定义共享资源类，创建两个条件变量 empty 和 full，用来标识 MulticonditionMonitor 的等待和唤醒条件。

   class Apple {
    let monitor = MultiConditionMonitor()
    var count: Int64 = 0
    var empty: ConditionID
    var full: ConditionID
   
    init() {
        count = 0
        synchronized(monitor) {
            empty = monitor.newCondition()
            full = monitor.newCondition()
        }
    }
    func produceApple() {
        synchronized(monitor) {
            while (count == 100) {
                 AppLog.info("Apple-produceApple wait")
                monitor.wait(empty)
            }
            count++
            AppLog.info("Apple-produceApple ${count}")
            monitor.notify(full)
        }
    }
   
    func comsumApple() {
        synchronized(monitor) {
            while (count == 0) {
                  AppLog.info("Apple-comsumApple wait")
                monitor.wait(full)
            }
            count--;
               AppLog.info("Apple-comsumApple ${count}")
            monitor.notify(empty)
        }
    }
   }

2. 测试生产-消费者模型，当一个线程生产一个 apple 后，另一个线程则消费掉苹果，否则当前线程处于等待状态。

     spawn {
        for (_ in 1..8) {
             apple.produceApple()
             sleep(Duration.millisecond * 200) 
        }
     }
     spawn {
        for (_ in 1..8) {
            apple.comsumApple()
            sleep(Duration.millisecond * 200) 
       }
     }

3. 测试结果，Apple 的生产与消费交替执行。

   Apple-produceApple 1
   Apple-comsumApple 0
   Apple-produceApple 1
   Apple-comsumApple 0
   Apple-produceApple 1
   Apple-comsumApple 0
   Apple-produceApple 1
   Apple-comsumApple 0
   Apple-produceApple 1
   Apple-comsumApple 0

synchronized

synchronized 关键字对于大家来说肯定不陌生，在 java 中，synchronized 用来给共享变量进行加锁确保多线程下对共享变量的访问安全。而在仓颉语言中，synchronized 通常和 ReentrantMutex()一起使用，用来自动加解锁。
不使用 synchronized 时，需要手动调用 lock()和 unlock()方法。

var sum = AtomicInt64(0)
 let mutex =  ReentrantMutex()
 for (pattern in 1..100) {
        spawn {
           mutex.lock()
           sum +=1
            mutex.unlock()
           }
        }
 sleep(Duration.second*2)
 AppLog.info("Main===${sum}")

使用 synchronized 后,不需要手动调用lock()和 unlock()方法。

var sum = AtomicInt64(0)
 let mutex =  ReentrantMutex()
 for (pattern in 1..100) {
        spawn {
            synchroized(mutex){
             sum +=1
            }
           }
        }
 sleep(Duration.second*2)
 AppLog.info("Main===${sum}")

ThreadLocal

线程局部变量 ThreadLocal 的作用在仓颉与 Java 中基本相同，都是将数据保存在线程内部存储空间来保存局部变量，使不同的线程间能够安全的访问自己的局部变量，做到线程隔离的作用。

let threadLocal = ThreadLocal<Int64>()
     let fun1 =  spawn {
           this.threadLocal.set(100)
             AppLog.info("线程1 === ${this.threadLocal.get().getOrThrow()}")
                      }
let fun2=  spawn {
       this.threadLocal.set(200)
       AppLog.info("线程2 === ${this.threadLocal.get().getOrThrow()}")
                      }


//输出
 线程1 === 100
 线程2 === 200

总结

仓颉语言中的一共提供了 6 种并发工具，用来解决多线程下的并发安全问题。本篇文章讲述最后的三种并发工具，使用和理解上都和 java 基本相似，特别是synchroized 和 ThreadLocal 的基本使用掌握起来也十分容易，已经学会了的小伙伴，赶快动手试试吧！。