java并发之Condition图解与原理剖析

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1、Condition定义

Condition是一个接口，定义在juc中（java.util.concurrent.locks.Condition），它的主要功能类似于wait()/notify()，但是Condition其实现比wait()/notify()使用更加灵活，简洁、适用场景更加丰富。

2、Condition之于Lock与wait()/notify()之于synchronized

2.1 wait()/notify()之于synchronized

java.lang.Object中定义了一组监视器方法，例如wait()、wait(long timeout)、wait(long timeout, int nanos)、notify()、notifyAll()而object是任何对象的超类，所以任意java对象都拥有这组监视器方法。这些方法再配合上synchronized同步关键字，我们就可以实现等待/通知机制。

2.2 Condition之于Lock

Condition接口中提供了await()、await(long time, TimeUnit unit)、signal()、signalAll()等方法的定义，这些方法的实现配合上Lock也可实现等待/通知机制。

2.3 Object监视器方法与Condition接口两者简要对比

注意：在Condition对象中，与wait()、notify()、和notifyAll()对应的方法分别是await()、signal()、signalAll()方法。Condition对Object进行了扩展（隐藏关系），所有Condition包含wait()和notify()方法。

对比项	Object监视器方法	Condition
前置条件	获取锁	获取锁
调用方式	object.wait()	Lock.newCondition()获取Conditon对象，condition.await()
等待队列	一个	多个
超时等待	支持	支持
等待至某个具体时间	不支持	支持
不响应中断	不支持	支持
唤醒一个线程	支持	支持
唤醒全部线程	支持	支持

对于上述对比中最重要的区别在于：

1. Condition提供更加丰富的wait()机制，例如基于指定时间的限时等待
2. 对于每个Lock，可以存在任意数量的Condition对象。

​

3、Condition接口定义与使用案例

3.1 Condition的接口定义

Condition接口中定义的方法如下，具体方法定义的含义请看方法上的注释

public interface Condition {
   

    /**
     * 当前线程进入等待状态，直到被通知（signal）或者中断
     * 返回的前提：
     * 1、其他线程调用该Condition的signal()或者signalAll()方法&&获取到锁
     * 2、其他线程中断了该线程
     */
    void await() throws InterruptedException;

    /**
     * 等待直至被通知，不响应中断
     */
    void awaitUninterruptibly();

    /**
     * 等待通知、中断或者指定等待时间到则返回
     */
    boolean await(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;

    /**
     * 等待通知、中断或者规定线程截止日期已经过去则返回
     */
    boolean awaitUntil(Date deadline) throws InterruptedException;

    /**
     * 唤醒一个等待线程，线程返回的前提是该线程获取到与Condition有关的锁
     */
    void signal();

    /**
     * 唤醒所有等待线程，线程返回的前提是该线程获取到与Condition有关的锁
     */
    void signalAll();
}

3.2 Lock接口定义

获取Condition必须通过Lock的newCondition()方法，这个在如下接口定义中可以找到结论。

/**
 * Lock接口中定义了Condition的获取方式
 */
public interface Lock {
   

    void lock();

    void lockInterruptibly() throws InterruptedException;

    boolean tryLock();

    boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;

    void unlock();

    /**
     * 调用 newCondition()方法返回一个Condition
     */
    Condition newCondition();
}

3.3 使用案例

通过Lock和Condition来实现一个有界缓存队列，生产线程的向队列中添加数据，当队列满了的时候put()操作会被阻塞；反之，消费线程不断的从队列中取出数据，当队列为空时，take()操作会被阻塞。

package com.lizba.p6;

import org.omg.CORBA.Object;

import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

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