华为仓颉语言初识：并发编程之同步机制(上)

news2025/6/7 20:25:37

前言

线程同步机制是多线程下解决线程对共享资源竞争的主要方式，华为仓颉语言提供了三种常见的同步机制用来保证线程同步安全，分别是原子操作，互斥锁和条件变量。本篇文章详细介绍主要仓颉语言解决同步机制的方法，建议点赞收藏！

同步机制

原子操作

和 java 一样，仓颉也支持使用原子操作(Atomic)用来确保多线程下的数据访问安全。主要是提供整数类型，布尔类型和引用类型三种方式。

以整数类型为例，原子变量 Atomic 包括 8 位(AtomicInt8) 至 64 位(AtomicInt64)的整数类型，同时支持基本数据的读写。

不使用原子操作，在多线程情况下对数据进行累加。

  var sum: Int64 = 0

  for (pattern in 1..100) {
         spawn {
          sum += 1               
            }
         }
  sleep(Duration.second*2)
 AppLog.info("Main===${sum}") 

//输出  Main===96

使用原子变量 AtomicInt64 对数据进行累加。

  var sum = AtomicInt64(0)

  for (pattern in 1..100) {
         spawn {
           sum.fetchAdd(1)
            }
         }
  sleep(Duration.second*2)
  AppLog.info("Main===${sum.load()}")

//输出  Main===99

原子操作 Atomic 使用compareAndSwap 用于数据的交换，使用的和 Java 中一样的 CAS 同步机制用于确保在多线程的情况下能够交换成功。

可重入互斥锁

仓颉语言中同样支持使用可重入互斥锁(ReentrantMutex)来解决多线程的同步问题。当一个线程获取到共享变量的锁时，在该线程释放锁之前，其他线程都无法访问该共享变量，直到该线程持有的同步锁释放。

ReentrantMutex 可重入互斥锁主要提供了三个方法，分别是 lock()，unlock()，tryLock()。lock()和 unlock()总是成对出现的，及对共享变量加完锁后，等使用结束必须及时释放锁。

lock()和unlock()

还是以在多线程下对数据进行累加操作。

  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}")

//输出  Main===99

ReentrantMutex 作为可重入互斥锁，当已经获取互斥锁的线程再次获取该互斥锁时，可以直接获取。但是该线程获取几次互斥锁就需要释放几次锁。

tryLock()

tryLock 表示线程尝试去获取锁，但是并一定能够获取到。可以通过 tryLock()返回到布尔值判断该线程释放获取到锁，然后调用 unLock 释放锁。

Monitor

Monitor 是一个内置锁,继承于ReentrantMutex 可重入互斥锁。Monitor 不仅可以使用 lock（），unlock()，tryLock() 还提供了 wait()，notify()，notifyAll（）三个方法用于解决线程间的数据安全问题，这一点和 java 不同，java 中的 Object 提供了 wait()，notify()，notifyAll()三个方法。而在仓颉中是单独封装的类。

下面举例说明:

let fun = spawn {
                 monitor.lock()
                 while (flag) {
                 AppLog.info("Main=== thread 1 开始执行")
                 monitor.wait()
                 AppLog.info("Main=== thread 1 执行结束")
                           
                 }
                  monitor.unlock()
                }
   sleep(Duration.second)
   monitor.lock()
   AppLog.info("Main=== 主线程开始执行")
   flag = false                     
   AppLog.info("Main===主线程执行结束")                     
   monitor.notifyAll()                     
   monitor.unlock()                    
  fun.get()      

//输出
// Main=== thread 1 开始执行
// Main=== 主线程开始执行
// Main===主线程执行结束
// Main=== thread 1 执行结束

需要注意的是 monitor 的 wait 和 notify/notifyAll 方法使用之前必须要先获取到锁，即 lock()。