Java并发总结-锁

Lock接口

锁能够防止多个线程同时访问共享资源（但是有些锁可以允许多个线程并发的访问共享资源，比如读写锁）。

在Lock接口出现之前，Java程序是靠synchronized关键字实现锁功能的，而Java SE 5之后，并发包中新增了Lock接口（以及相关实现类）用来实现锁功能，它提供了与synchronized关键字类似的同步功能，只是在使用时需要显式地获取和释放锁。

虽然它缺少了（通过synchronized块或者方法所提供的）隐式获取释放锁的便捷性，但是却拥有了锁获取与释放的可操作性、可中断的获取锁以及超时获取锁等多种synchronized关键字所不具备的同步特性。

使用synchronized关键字将会隐式地获取锁，但是它将锁的获取和释放固化了，也就是先获取再释放。当然，这种方式简化了同步的管理，可是扩展性没有显示的锁获取和释放来的好。

例如：手把手进行锁获取和释放，先获得锁A，然后再获取锁B，当锁B获得后，释放锁A同时获取锁C，当锁C获得后，再释放B同时获取锁D，以此类推。这种场景下，synchronized关键字就不那么容易实现了，而使用Lock却容易许多。

Lock的使用的方式：

Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
//不要将获取锁的过程写在try块中，因为如果在获取锁（自定义锁的实现）时发生了异常，异常抛出的同时，也会导致锁无故释放。
try {
	//TODO
} finally {
	//在finally块中释放锁，目的是保证在获取到锁之后，最终能够被释放。
	lock.unlock();
}

Lock接口提供的synchronized关键字所不具备的主要特性如下图：

Lock是一个接口，它定义了锁获取和释放的基本操作，Lock的API如下：

lockInterruptibly()中断情况：

1. 线程在请求lock并被阻塞时，如果被interrupt，则“此线程会被唤醒并被要求处理InterruptedException”。
2. 并且如果线程已经被interrupt，再使用lockInterruptibly的时候，此线程也会被要求处理interruptedException。

Lock接口的实现基本都是通过聚合了一个同步器的子类来完成线程访问控制的。

队列同步器

队列同步器AbstractQueuedSynchronizer（以下简称同步器），是用来构建锁或者其他同步组件的基础框架，它使用了一个int成员变量表示同步状态，通过内置的FIFO队列来完成资源获取线程的排队工作，是实现大部分同步需求的基础。

同步器的主要使用方式是继承：

• 子类通过继承同步器并实现它的抽象方法来管理同步状态，同步器提供3个方法（getState()、setState(int newState)和compareAndSetState(int expect,int update)）来对同步状态进行更改，它们能够保证状态的改变是安全的。
• 子类推荐被定义为自定义同步组件的静态内部类，同步器自身没有实现任何同步接口，它仅仅是定义了若干同步状态获取和释放的方法来供自定义同步组件使用，同步器既可以支持独占式地获取同步状态，也可以支持共享式地获取同步状态，这样就可以方便实现不同类型的同步组件（ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock和CountDownLatch等）。

同步器是实现锁（也可以是任意同步组件）的关键，在锁的实现中聚合同步器，利用同步器实现锁的语义。可以这样理解二者之间的关系：

• 锁是面向使用者的，它定义了使用者与锁交互的接口（比如可以允许两个线程并行访问），隐藏了实现细节。
• 同步器面向的是锁的实现者，它简化了锁的实现方式，屏蔽了同步状态管理、线程的排队、等待与唤醒等底层操作。锁和同步器很好地隔离了使用者和实现者所需关注的领域。

接口与示例

同步器的设计是基于模板方法模式的：

1. 使用者需要继承同步器并重写指定的方法。
2. 随后将同步器组合在自定义同步组件的实现中，并调用同步器提供的模板方法。
3. 这些模板方法将会调用使用者重写的方法。

重写同步器指定的方法时，需要使用同步器提供的如下3个方法来访问或修改同步状态：

• getState()：获取当前同步状态。
• setState(int newState)：设置当前同步状态。
• compareAndSetState(int expect,int update)：使用CAS设置当前状态，该方法能够保证状态设置的原子性。

同步器可重写的方法与描述如下：

实现自定义同步组件时，将会调用同步器提供的模板方法，这些（部分）模板方法与描述如下：

同步器提供的模板方法基本上分为3类：独占式获取与释放同步状态、共享式获取与释放同步状态和查询同步队列中的等待线程情况。自定义同步组件将使用同步器提供的模板方法来实现自己的同步语义。

下面通过一个独占锁的示例来深入了解同步器的工作原理，独占锁就是在同一时刻只能有一个线程获取到锁，而其他获取锁的线程只能处于同步队列中等待，只有获取锁的线程释放了锁，后继的线程才能够获取锁，代码如下：

public class Mutex implements Lock {
	// 静态内部类，自定义同步器
	private static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
		// 是否处于占用状态
		protected boolean isHeldExclusively() {
			return getState() == 1;
		}
		// 当状态为0的时候获取锁
		public boolean tryAcquire(int acquires) {
			if (compareAndSetState(0, 1)) {
				setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
				return true;
			}
			return false;
		}
		// 释放锁，将状态设置为0
		protected boolean tryRelease(int releases) {
			if (getState() == 0){
				throw new IllegalMonitorStateException();
			}
			setExclusiveOwnerThread(null);
			setState(0);
			return true;
		}
		// 返回一个Condition，每个condition都包含了一个condition队列
		Condition newCondition() { 
			return new ConditionObject(); 
		}
	}
	// 仅需要将操作代理到Sync上即可
	private final Sync sync = new Sync();
	public void lock() { sync.acquire(1); }
	public boolean tryLock() { return sync.tryAcquire(1); }
	public void unlock() { sync.release(1); }
	public Condition newCondition() { return sync.newCondition(); }
	public boolean isLocked() { return sync.isHeldExclusively(); }
	public boolean hasQueuedThreads() { return sync.hasQueuedThreads(); }
	public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
		sync.acquireInterruptibly(1);
	}
	public boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
		return sync.tryAcquireNanos(1, unit.toNanos(timeout));
	}
}

上述示例中：

• 独占锁Mutex是一个自定义同步组件，它在同一时刻只允许一个线程占有锁。
• Mutex中定义了一个静态内部类，该内部类继承了同步器并实现了独占式获取和释放同步状态：
  • 在tryAcquire(int acquires)方法中，如果经过CAS设置成功（同步状态设置为1），则代表获取了同步状态。
  • 在tryRelease(int releases)方法中只是将同步状态重置为0。
• 用户使用Mutex时并不会直接和内部同步器的实现打交道，而是调用Mutex提供的方法。在Mutex的实现中，以获取锁的lock()方法为例，只需要在方法实现中调用同步器的模板方法acquire(int args)即可，当前线程调用该方法获取同步状态失败后会被加入到同步队列中等待，这样大大降低了实现一个可靠自定义同步组件的门槛。

重入锁

重入锁ReentrantLock，就是支持重进入的锁，表示该锁能够支持一个线程对资源的重复加锁。除此之外，该锁的还支持获取锁时的公平和非公平性选择。

可重入性：

• 回忆在同步器一节中的示例（Mutex），同时考虑如下场景：当一个线程调用Mutex的lock()方法获取锁之后，如果再次调用lock()方法，则该线程将会被自己所阻塞，原因是Mutex在实现tryAcquire(int acquires)方法时没有考虑占有锁的线程再次获取锁的场景，而在调用tryAcquire(int acquires)方法时返回了false，导致该线程被阻塞。
• 简单地说，Mutex是一个不支持重进入的锁。而synchronized关键字隐式的支持重进入，比如一个synchronized修饰的递归方法，在方法执行时，执行线程在获取了锁之后仍能连续多次地获得该锁，而不像Mutex由于获取了锁，而在下一次获取锁时出现阻塞自己的情况。
• ReentrantLock虽然没能像synchronized关键字一样支持隐式的重进入，但是在调用lock()方法时，已经获取到锁的线程，能够再次调用lock()方法获取锁而不被阻塞。

公平性：

• 这里提到一个锁获取的公平性问题，如果在绝对时间上，先对锁进行获取的请求一定先被满足，那么这个锁是公平的，反之，是不公平的。公平的获取锁，也就是等待时间最长的线程最优先获取锁，也可以说锁获取是顺序的。ReentrantLock提供了一个构造函数，能够控制锁是否是公平的。
• 事实上，公平的锁机制往往没有非公平的效率高，但是，并不是任何场景都是以TPS作为唯一的指标，公平锁能够减少“饥饿”发生的概率，等待越久的请求越是能够得到优先满足。

下面将着重分析ReentrantLock是如何实现重进入和公平性获取锁的特性。

实现重进入

重进入是指任意线程在获取到锁之后能够再次获取该锁而不会被锁所阻塞，该特性的实现需要解决以下两个问题。

1. 线程再次获取锁。锁需要去识别获取锁的线程是否为当前占据锁的线程，如果是，则再次成功获取。
2. 锁的最终释放。线程重复n次获取了锁，随后在第n次释放该锁后，其他线程能够获取到该锁。锁的最终释放要求锁对于获取进行计数自增，计数表示当前锁被重复获取的次数，而锁被释放时，计数自减，当计数等于0时表示锁已经成功释放。

ReentrantLock是通过组合自定义同步器来实现锁的获取与释放，以非公平性（默认的）实现为例，获取同步状态的代码如下：

final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
	final Thread current = Thread.currentThread();
	int c = getState();
	if (c == 0) {
		if (compareAndSetState(0, acquires)) {
			setExclusiveOwnerThread(current);
			return true;
		}
	} else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
		int nextc = c + acquires;
		if (nextc < 0){
			throw new Error("Maximum lock count exceeded");
		}
		setState(nextc);
		return true;
	}
	return false;
}

该方法增加了再次获取同步状态的处理逻辑：通过判断当前线程是否为获取锁的线程来决定获取操作是否成功，如果是获取锁的线程再次请求，则将同步状态值进行增加并返回true，表示获取同步状态成功。

成功获取锁的线程再次获取锁，只是增加了同步状态值，这也就要求ReentrantLock在释放同步状态时减少同步状态值，该方法的代码如下：

protected final boolean tryRelease(int releases) {
	int c = getState() - releases;
	if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread()){
		throw new IllegalMonitorStateException();
	}
	boolean free = false;
	if (c == 0) {
		free = true;
		setExclusiveOwnerThread(null);
	}
	setState(c);
	return free;
}

如果该锁被获取了n次，那么前(n-1)次tryRelease(int releases)方法必须返回false，而只有同步状态完全释放了，才能返回true。可以看到，该方法将同步状态是否为0作为最终释放的条件，当同步状态为0时，将占有线程设置为null，并返回true，表示释放成功。

公与非公平锁

公平性与否是针对获取锁而言的，如果一个锁是公平的，那么锁的获取顺序就应该符合请求的绝对时间顺序，也就是FIFO。

回顾上一小节中介绍的nonfairTryAcquire(int acquires)方法，对于非公平锁，只要CAS设置同步状态成功，则表示当前线程获取了锁，而公平锁则不同，代码如下：

protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
	final Thread current = Thread.currentThread();
	int c = getState();
	if (c == 0) {
		if (!hasQueuedPredecessors() && compareAndSetState(0, acquires)) {
			setExclusiveOwnerThread(current);
			return true;
		}
	} else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
		int nextc = c + acquires;
		if (nextc < 0){
			throw new Error("Maximum lock count exceeded");
		}
		setState(nextc);
		return true;
	}
	return false;
}

该方法与nonfairTryAcquire(int acquires)比较，唯一不同的位置为判断条件多了hasQueuedPredecessors()方法，即加入了同步队列中当前节点是否有前驱节点的判断，如果该方法返回true，则表示有线程比当前线程更早地请求获取锁，因此需要等待前驱线程获取并释放锁之后才能继续获取锁。

公平性锁保证了锁的获取按照FIFO原则，而代价是进行大量的线程切换。非公平性锁虽然可能造成线程“饥饿”，但刚释放锁的线程再次获同步状态的几率会非常大，极少的线程切换，保证了其更大的吞吐量。

读写锁

之前提到锁（如Mutex和ReentrantLock）基本都是排他锁，这些锁在同一时刻只允许一个线程进行访问，而读写锁在同一时刻可以允许多个读线程访问。但是在写线程访问时，所有的读线程和其他写线程均被阻塞。读写锁维护了一对锁，一个读锁和一个写锁，通过分离读锁和写锁，使得并发性相比一般的排他锁有了很大提升。

使用场景：

• 保证写操作对读操作的可见性以及并发性的提升之外。
• 简化读写交互场景的编程方式：假设在程序中定义一个共享的用作缓存数据结构，它大部分时间提供读服务（例如查询和搜索），而写操作占有的时间很少，但是写操作完成之后的更新需要对后续的读服务可见。

优点比较：

• 在没有读写锁支持的（Java 5之前）时候，如果需要完成上述工作就要使用Java的等待通知机制：当写操作开始时，所有晚于写操作的读操作均会进入等待状态，只有写操作完成并进行通知之后，所有等待的读操作才能继续执行（写操作之间依靠synchronized关键进行同步），这样做的目的是使读操作能读取到正确的数据，不会出现脏读。
• 改用读写锁实现上述功能：只需要在读操作时获取读锁，写操作时获取写锁即可。当写锁被获取到时，后续（非当前写操作线程）的读写操作都会被阻塞，写锁释放之后，所有操作继续执行，编程方式相对于使用等待通知机制的实现方式而言简单明了。

在读多于写的情况下，读写锁的性能都会比排它锁好，读写锁能够提供比排它锁更好的并发性和吞吐量。Java并发包提供读写锁的实现是ReentrantReadWriteLock，它提供的特性如下：

接口与示例

ReadWriteLock仅定义了获取读锁和写锁的两个方法，即readLock()方法和writeLock()方法，而其实现ReentrantReadWriteLock，除了接口方法之外，还提供了一些便于外界监控其内部工作状态的方法，这些方法以及描述；如下：

接下来，通过一个缓存示例说明读写锁的使用方式：

public class Cache {
	static Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();
	static ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
	static Lock r = rwl.readLock();
	static Lock w = rwl.writeLock();

	// 获取一个key对应的value
	public static final Object get(String key) {
		r.lock();
		try {
			return map.get(key);
		} finally {
			r.unlock();
		}
	}

	// 设置key对应的value，并返回旧的value
	public static final Object put(String key, Object value) {
		w.lock();
		try {
			return map.put(key, value);
		} finally {
			w.unlock();
		}
	}

	// 清空所有的内容
	public static final void clear() {
		w.lock();
		try {
			map.clear();
		} finally {
			w.unlock();
		}
	}
}

在读操作get(String key)方法中，需要获取读锁，这使得并发访问该方法时不会被阻塞。

写操作put(String key,Object value)方法和clear()方法，在更新HashMap时必须提前获取写锁，当获取写锁后，其他线程对于读锁和写锁的获取均被阻塞，而只有写锁被释放之后，其他读写操作才能继续。

Cache使用读写锁提升读操作的并发性，也保证每次写操作对所有的读写操作的可见性，同时简化了编程方式。

实现分析

接下来分析ReentrantReadWriteLock的实现，主要包括：读写状态的设计、写锁的获取与释放、读锁的获取与释放以及锁降级。

读写状态的设计

读写锁同样依赖自定义同步器来实现同步功能，而读写状态就是其同步器的同步状态。回想ReentrantLock中自定义同步器的实现，同步状态表示锁被一个线程重复获取的次数，而读写锁的自定义同步器需要在同步状态（一个整型变量）上维护多个读线程和一个写线程的状态，使得该状态的设计成为读写锁实现的关键。

如果在一个整型变量上维护多种状态，就一定需要“按位切割使用”这个变量，读写锁将变量切分成了两个部分，高16位表示读，低16位表示写，划分方式如下：

当前同步状态表示一个线程已经获取了写锁，且重进入了两次，同时也连续获取了两次读锁。读写锁是如何迅速确定读和写各自的状态呢？

答案是通过位运算。假设当前同步状态值为S，写状态等于S&0x0000FFFF（将高16位全部抹去），读状态等于S>>>16（无符号补0右移16位）。当写状态增加1时，等于S+1，当读状态增加1时，等于S+(1<<16)，也就是S+0x00010000。

根据状态的划分能得出一个推论：S不等于0时，当写状态（S&0x0000FFFF）等于0时，则读状态（S>>>16）大于0，即读锁已被获取。

写锁的获取与释放

写锁是一个支持重进入的排它锁：

• 如果当前线程已经获取了写锁，则增加写状态。
• 如果当前线程在获取写锁时，读锁已经被获取（读状态不为0）或者该线程不是已经获取写锁的线程，则当前线程进入等待状态。

获取写锁的代码如下ReentrantReadWriteLock的tryAcquire方法：

protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
	Thread current = Thread.currentThread();
	int c = getState();
	int w = exclusiveCount(c);
	if (c != 0) {
		// 存在读锁或者当前获取线程不是已经获取写锁的线程
		if (w == 0 || current != getExclusiveOwnerThread())
			return false;
		if (w + exclusiveCount(acquires) > MAX_COUNT)
			throw new Error("Maximum lock count exceeded");
		setState(c + acquires);
		return true;
	}
	if (writerShouldBlock() || !compareAndSetState(c, c + acquires)) {
		return false;
	}
	setExclusiveOwnerThread(current);
	return true;
}

该方法除了重入条件（当前线程为获取了写锁的线程）之外，增加了一个读锁是否存在的判断。如果存在读锁，则写锁不能被获取，原因在于：读写锁要确保写锁的操作对读锁可见，如果允许读锁在已被获取的情况下对写锁的获取，那么正在运行的其他读线程就无法感知到当前写线程的操作。因此，只有等待其他读线程都释放了读锁，写锁才能被当前线程获取，而写锁一旦被获取，则其他读写线程的后续访问均被阻塞。

写锁的释放与ReentrantLock的释放过程基本类似，每次释放均减少写状态，当写状态为0时表示写锁已被释放，从而等待的读写线程能够继续访问读写锁，同时前次写线程的修改对后续读写线程可见。

读锁的获取与释放

读锁是一个支持重进入的共享锁：

• 它能够被多个线程同时获取，在没有其他写线程访问（或者写状态为0）时，读锁总会被成功地获取，而所做的也只是（线程安全的）增加读状态。
• 如果当前线程已经获取了读锁，则增加读状态。
• 如果当前线程在获取读锁时，写锁已被其他线程获取，则进入等待状态。

获取读锁的实现从Java 5到Java 6变得复杂许多，主要原因是新增了一些功能，例如getReadHoldCount()方法，作用是返回当前线程获取读锁的次数。读状态是所有线程获取读锁次数的总和，而每个线程各自获取读锁的次数只能选择保存在ThreadLocal中，由线程自身维护，这使获取读锁的实现变得复杂。因此，这里将获取读锁的代码做了删减，保留必要的部分，如下ReentrantReadWriteLock的tryAcquireShared方法：

protected final int tryAcquireShared(int unused) {
	for (;;) {
		int c = getState();
		int nextc = c + (1 << 16);
		if (nextc < c)
			throw new Error("Maximum lock count exceeded");
		if (exclusiveCount(c) != 0 && owner != Thread.currentThread())
			return -1;
		if (compareAndSetState(c, nextc))
			return 1;
	}
}

在tryAcquireShared(int unused)方法中：

• 如果其他线程已经获取了写锁，则当前线程获取读锁失败，进入等待状态。
• 如果当前线程获取了写锁或者写锁未被获取，则当前线程（线程安全，依靠CAS保证）增加读状态，成功获取读锁。
• 读锁的每次释放（线程安全的，可能有多个读线程同时释放读锁）均减少读状态，减少的值是（1<<16）。

锁降级

锁降级指的是写锁降级成为读锁：

• 如果当前线程拥有写锁，然后将其释放，最后再获取读锁，这种分段完成的过程不能称之为锁降级。
• 锁降级是指把持住（当前拥有的）写锁，再获取到读锁，随后释放（先前拥有的）写锁的过程。

接下来看一个锁降级的示例。因为数据不常变化，多个线程可以并发地进行数据处理，当数据变更后，如果当前线程感知到数据变化，则进行数据的准备工作，同时其他处理线程被阻塞，直到当前线程完成数据的准备工作，如下：

public void processData() {
	readLock.lock();
	if (!update) {
		// 必须先释放读锁
		readLock.unlock();
		// 锁降级从写锁获取到开始
		writeLock.lock();
		try {
			if (!update) {
				// 准备数据的流程（略）
				update = true;
			}
			readLock.lock();
		} finally {
			writeLock.unlock();
		}
		// 锁降级完成，写锁降级为读锁
	}
	try {
		// 使用数据的流程（略）
	} finally {
		readLock.unlock();
	}
}

上述示例中，当数据发生变更后，update变量（布尔类型且volatile修饰）被设置为false，此时所有访问processData()方法的线程都能够感知到变化，但只有一个线程能够获取到写锁，其他线程会被阻塞在读锁和写锁的lock()方法上。当前线程获取写锁完成数据准备之后，再获取读锁，随后释放写锁，完成锁降级。

锁降级中读锁的获取是否必要呢？答案是必要的。主要是为了保证数据的可见性：

• 如果当前线程不获取读锁而是直接释放写锁，假设此刻另一个线程（记作线程T）获取了写锁并修改了数据，那么当前线程无法感知线程T的数据更新。
• 如果当前线程获取读锁，即遵循锁降级的步骤，则线程T将会被阻塞，直到当前线程使用数据并释放读锁之后，线程T才能获取写锁进行数据更新。

RentrantReadWriteLock不支持锁升级（把持读锁、获取写锁，最后释放读锁的过程）。目的也是保证数据可见性，如果读锁已被多个线程获取，其中任意线程成功获取了写锁并更新了数据，则其更新对其他获取到读锁的线程是不可见的。

Condition接口

任意一个Java对象，都拥有一组监视器方法（定义在java.lang.Object上），主要包括wait()、wait(long timeout)、notify()以及notifyAll()方法，这些方法与synchronized同步关键字配合，可以实现等待/通知模式。Condition接口也提供了类似Object的监视器方法，与Lock配合可以实现等待/通知模式，但是这两者在使用方式以及功能特性上还是有差别的。

通过对比Object的监视器方法和Condition接口，可以更详细地了解Condition的特性，对比项与结果如下：

接口与示例

Condition定义了等待/通知两种类型的方法，当前线程调用这些方法时，需要提前获取到Condition对象关联的锁。Condition对象是由Lock对象（调用Lock对象的newCondition()方法）创建出来的，换句话说，Condition是依赖Lock对象的。

Condition的使用方式比较简单，需要注意在调用方法前获取锁，使用方式如下：

public class ConditionUseCase {
	Lock lock = new ReentrantLock();
	Condition condition = lock.newCondition();

	public void conditionWait() throws InterruptedException {
		lock.lock();
		try {
			condition.await();
		} finally {
			lock.unlock();
		}
	}

	public void conditionSignal() throws InterruptedException {
		lock.lock();
		try {
			condition.signal();
		} finally {
			lock.unlock();
		}
	}
}

如示例所示，一般都会将Condition对象作为成员变量。当调用await()方法后，当前线程会释放锁并在此等待，而其他线程调用Condition对象的signal()方法，通知当前线程后，当前线程才从await()方法返回，并且在返回前已经获取了锁。

Condition定义的（部分）方法以及描述如下：

获取一个Condition必须通过Lock的newCondition()方法。下面通过一个有界队列的示例来深入了解Condition的使用方式。有界队列是一种特殊的队列，当队列为空时，队列的获取操作将会阻塞获取线程，直到队列中有新增元素，当队列已满时，队列的插入操作将会阻塞插入线程，直到队列出现“空位”，代码如下：

public class BoundedQueue<T> {
	private Object[] items;
	// 添加的下标，删除的下标和数组当前数量
	private int addIndex, removeIndex, count;
	private Lock lock = new ReentrantLock();
	private Condition notEmpty = lock.newCondition();
	private Condition notFull = lock.newCondition();

	public BoundedQueue(int size) {
		items = new Object[size];
	}

	// 添加一个元素，如果数组满，则添加线程进入等待状态，直到有"空位"
	public void add(T t) throws InterruptedException {
		lock.lock();
		try {
			while (count == items.length)
				notFull.await();
			items[addIndex] = t;
			if (++addIndex == items.length)
				addIndex = 0;
			++count;
			notEmpty.signal();
		} finally {
			lock.unlock();
		}
	}

	// 由头部删除一个元素，如果数组空，则删除线程进入等待状态，直到有新添加元素
	@SuppressWarnings("unchecked")
	public T remove() throws InterruptedException {
		lock.lock();
		try {
			while (count == 0)
				notEmpty.await();
			Object x = items[removeIndex];
			if (++removeIndex == items.length)
				removeIndex = 0;
			--count;
			notFull.signal();
			return (T) x;
		} finally {
			lock.unlock();
		}
	}
}

上述示例中，首先需要获得锁，目的是确保数组修改的可见性和排他性。在添加和删除方法中使用while循环而非if判断，目的是防止过早或意外的通知，只有条件符合才能够退出循环。与之前提到的等待/通知的经典范式，二者非常类似。