package book.j2se5.thread;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

/**
 * Lockers
 * 在多線程編程里面一個重要的概念是鎖定，如果一個資源是多個線程共享的，為了保證數(shù)據(jù)的完整性，
 * 在進行事務性操作時需要將共享資源鎖定，這樣可以保證在做事務性操作時只有一個線程能對資源進行操作，
 * 從而保證數(shù)據(jù)的完整性。在5.0以前，鎖定的功能是由Synchronized關(guān)鍵字來實現(xiàn)的。
 */
public class Lockers {
	
	/**
	 * 測試Lock的使用。在方法中使用Lock，可以避免使用Synchronized關(guān)鍵字。
	 */
	public static class LockTest {

		Lock lock = new ReentrantLock();// 鎖
		double value = 0d; // 值
		int addtimes = 0;

		/**
		 * 增加value的值，該方法的操作分為2步，而且相互依賴，必須實現(xiàn)在一個事務中
		 * 所以該方法必須同步，以前的做法是在方法聲明中使用Synchronized關(guān)鍵字。
		 */
		public void addValue(double v) {
			lock.lock();// 取得鎖
			System.out.println("LockTest to addValue: " + v + "   "
					+ System.currentTimeMillis());
			try {
				Thread.sleep(1000);
			} catch (InterruptedException e) {
			}
			this.value += v;
			this.addtimes++;
			lock.unlock();// 釋放鎖
		}

		public double getValue() {
			return this.value;
		}
	}
	public static void testLockTest() throws Exception{
		final LockTest lockTest = new LockTest();
		// 新建任務1，調(diào)用lockTest的addValue方法
		Runnable task1 = new Runnable(){
			public void run(){
				lockTest.addValue(55.55);
			}
		};
		// 新建任務2，調(diào)用lockTest的getValue方法
		Runnable task2 = new Runnable(){
			public void run(){
				System.out.println("value: " + lockTest.getValue());
			}
		};
		// 新建任務執(zhí)行服務
		ExecutorService cachedService = Executors.newCachedThreadPool();
		Future future = null;
		// 同時執(zhí)行任務1三次，由于addValue方法使用了鎖機制，所以，實質(zhì)上會順序執(zhí)行
		for (int i=0; i<3; i++){
			future = cachedService.submit(task1);
		}
		// 等待最后一個任務1被執(zhí)行完
		future.get();
		// 再執(zhí)行任務2，輸出結(jié)果
		future = cachedService.submit(task2);
		// 等待任務2執(zhí)行完后，關(guān)閉任務執(zhí)行服務
		future.get();
		cachedService.shutdownNow();
	}
	
	/**
	 * ReadWriteLock內(nèi)置兩個Lock，一個是讀的Lock，一個是寫的Lock。
	 * 多個線程可同時得到讀的Lock，但只有一個線程能得到寫的Lock，
	 * 而且寫的Lock被鎖定后，任何線程都不能得到Lock。ReadWriteLock提供的方法有：
	 * readLock(): 返回一個讀的lock 
	 * writeLock(): 返回一個寫的lock, 此lock是排他的。
	 * ReadWriteLockTest很適合處理類似文件的讀寫操作。
	 * 讀的時候可以同時讀，但不能寫；寫的時候既不能同時寫也不能讀。
	 */
	public static class ReadWriteLockTest{
		// 鎖
		ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
		// 值
		double value = 0d;
		int addtimes = 0;
		
		/**
		 * 增加value的值，不允許多個線程同時進入該方法
		 */
		public void addValue(double v) {
			// 得到writeLock并鎖定
			Lock writeLock = lock.writeLock();
			writeLock.lock();
			System.out.println("ReadWriteLockTest to addValue: " + v + "   "
					+ System.currentTimeMillis());
			try {
				Thread.sleep(1000);
			} catch (InterruptedException e) {
			}
			try {
				// 做寫的工作
				this.value += v;
				this.addtimes++;
			} finally {
				// 釋放writeLock鎖
				writeLock.unlock();
			}
		}
		/**
		 * 獲得信息。當有線程在調(diào)用addValue方法時，getInfo得到的信息可能是不正確的。
		 * 所以，也必須保證該方法在被調(diào)用時，沒有方法在調(diào)用addValue方法。
		 */
		public String getInfo() {
			// 得到readLock并鎖定
			Lock readLock = lock.readLock();
			readLock.lock();
			System.out.println("ReadWriteLockTest to getInfo   "
					+ System.currentTimeMillis());
			try {
				Thread.sleep(1000);
			} catch (InterruptedException e) {
			}
			try {
				// 做讀的工作
				return this.value + " : " + this.addtimes;
			} finally {
				// 釋放readLock
				readLock.unlock();
			}
		}
	}
	
	public static void testReadWriteLockTest() throws Exception{
		final ReadWriteLockTest readWriteLockTest = new ReadWriteLockTest();
		// 新建任務1，調(diào)用lockTest的addValue方法
		Runnable task_1 = new Runnable(){
			public void run(){
				readWriteLockTest.addValue(55.55);
			}
		};
		// 新建任務2，調(diào)用lockTest的getValue方法
		Runnable task_2 = new Runnable(){
			public void run(){
				System.out.println("info: " + readWriteLockTest.getInfo());
			}
		};
		// 新建任務執(zhí)行服務
		ExecutorService cachedService_1 = Executors.newCachedThreadPool();
		Future future_1 = null;
		// 同時執(zhí)行5個任務，其中前2個任務是task_1，后兩個任務是task_2
		for (int i=0; i<2; i++){
			future_1 = cachedService_1.submit(task_1);
		}
		for (int i=0; i<2; i++){
			future_1 = cachedService_1.submit(task_2);
		}
		// 最后一個任務是task_1
		future_1 = cachedService_1.submit(task_1);
		// 這5個任務的執(zhí)行順序應該是：
		// 第一個task_1先執(zhí)行，第二個task_1再執(zhí)行；這是因為不能同時寫，所以必須等。
		// 然后2個task_2同時執(zhí)行；這是因為在寫的時候，就不能讀，所以都等待寫結(jié)束，
		// 又因為可以同時讀，所以它們同時執(zhí)行
		// 最后一個task_1再執(zhí)行。這是因為在讀的時候，也不能寫，所以必須等待讀結(jié)束后，才能寫。
		
		// 等待最后一個task_2被執(zhí)行完
		future_1.get();
		cachedService_1.shutdownNow();
	}

	public static void main(String[] args) throws Exception{
		Lockers.testLockTest();
		System.out.println("---------------------");
		Lockers.testReadWriteLockTest();
	}
}