Java多線程編程中使用Condition類操作鎖的方法詳解_java

Condition的作用是對鎖進行更精確的控制。Condition中的await()方法相當於Object的wait()方法，Condition中的signal()方法相當於Object的notify()方法，Condition中的signalAll()相當於Object的notifyAll()方法。不同的是，Object中的wait(),notify(),notifyAll()方法是和"同步鎖"(synchronized關鍵字)捆綁使用的；而Condition是需要與"互斥鎖"/"共用鎖定"捆綁使用的。

Condition函數列表

// 造成當前線程在接到訊號或被中斷之前一直處於等待狀態。void await()// 造成當前線程在接到訊號、被中斷或到達指定等待時間之前一直處於等待狀態。boolean await(long time, TimeUnit unit)// 造成當前線程在接到訊號、被中斷或到達指定等待時間之前一直處於等待狀態。long awaitNanos(long nanosTimeout)// 造成當前線程在接到訊號之前一直處於等待狀態。void awaitUninterruptibly()// 造成當前線程在接到訊號、被中斷或到達指定期限之前一直處於等待狀態。boolean awaitUntil(Date deadline)// 喚醒一個等待線程。void signal()// 喚醒所有等待線程。void signalAll()

Condition類用法樣本
Condition 將 Object 監視器方法（wait、notify 和 notifyAll）分解成截然不同的對象，以便通過將這些對象與任意 Lock 實現組合使用，為每個對象提供多個等待 set （wait-set）。其中，Lock 替代了 synchronized 方法和語句的使用，Condition 替代了 Object 監視器方法的使用。下面將之前寫過的一個線程通訊的例子替換成用Condition實現，代碼如下：

public class ThreadTest2 {   public static void main(String[] args) {     final Business business = new Business();     new Thread(new Runnable() {       @Override       public void run() {         threadExecute(business, "sub");       }     }).start();     threadExecute(business, "main");   }     public static void threadExecute(Business business, String threadType) {     for(int i = 0; i < 100; i++) {       try {         if("main".equals(threadType)) {           business.main(i);         } else {           business.sub(i);         }       } catch (InterruptedException e) {         e.printStackTrace();       }     }   } } class Business {   private boolean bool = true;   private Lock lock = new ReentrantLock();   private Condition condition = lock.newCondition();    public /*synchronized*/ void main(int loop) throws InterruptedException {     lock.lock();     try {       while(bool) {                 condition.await();//this.wait();       }       for(int i = 0; i < 100; i++) {         System.out.println("main thread seq of " + i + ", loop of " + loop);       }       bool = true;       condition.signal();//this.notify();     } finally {       lock.unlock();     }   }     public /*synchronized*/ void sub(int loop) throws InterruptedException {     lock.lock();     try {       while(!bool) {         condition.await();//this.wait();       }       for(int i = 0; i < 10; i++) {         System.out.println("sub thread seq of " + i + ", loop of " + loop);       }       bool = false;       condition.signal();//this.notify();     } finally {       lock.unlock();     }   } } 

在Condition中，用await()替換wait()，用signal()替換notify()，用signalAll()替換notifyAll()，傳統線程的通訊方式，Condition都可以實現，這裡注意，Condition是被綁定到Lock上的，要建立一個Lock的Condition必須用newCondition()方法。
這樣看來，Condition和傳統的線程通訊沒什麼區別，Condition的強大之處在於它可以為多個線程間建立不同的Condition，下面引入API中的一段代碼，加以說明。

class BoundedBuffer {   final Lock lock = new ReentrantLock();//鎖對象   final Condition notFull = lock.newCondition();//寫線程條件    final Condition notEmpty = lock.newCondition();//讀線程條件     final Object[] items = new Object[100];//緩衝隊列   int putptr/*寫索引*/, takeptr/*讀索引*/, count/*隊列中存在的資料個數*/;    public void put(Object x) throws InterruptedException {    lock.lock();    try {     while (count == items.length)//如果隊列滿了       notFull.await();//阻塞寫線程     items[putptr] = x;//賦值      if (++putptr == items.length) putptr = 0;//如果寫索引寫到隊列的最後一個位置了，那麼置為0     ++count;//個數++     notEmpty.signal();//喚醒讀線程    } finally {     lock.unlock();    }   }    public Object take() throws InterruptedException {    lock.lock();    try {     while (count == 0)//如果隊列為空白      notEmpty.await();//阻塞讀線程     Object x = items[takeptr];//取值      if (++takeptr == items.length) takeptr = 0;//如果讀索引讀到隊列的最後一個位置了，那麼置為0     --count;//個數--     notFull.signal();//喚醒寫線程     return x;    } finally {     lock.unlock();    }   }   } 

這是一個處於多線程工作環境下的緩衝區，緩衝區提供了兩個方法，put和take，put是存資料，take是取資料，內部有個緩衝隊列，具體變數和方法說明見代碼，這個緩衝區類實現的功能：有多個線程往裡面存資料和從裡面取資料，其緩衝隊列(先進先出後進後出)能緩衝的最大數值是100，多個線程間是互斥的，當緩衝隊列中儲存的值達到100時，將寫線程阻塞，並喚醒讀線程，當緩衝隊列中儲存的值為0時，將讀線程阻塞，並喚醒寫線程，下面分析一下代碼的執行過程：
1. 一個寫線程執行，調用put方法；

2. 判斷count是否為100，顯然沒有100；

3. 繼續執行，存入值；

4. 判斷當前寫入的索引位置++後，是否和100相等，相等將寫入索引值變為0，並將count+1；
5. 僅喚醒讀線程阻塞隊列中的一個；

6. 一個讀線程執行，調用take方法；

7. ……

8. 僅喚醒寫線程阻塞隊列中的一個。

這就是多個Condition的強大之處，假設緩衝隊列中已經存滿，那麼阻塞的肯定是寫線程，喚醒的肯定是讀線程，相反，阻塞的肯定是讀線程，喚醒的肯定是寫線程，那麼假設只有一個Condition會有什麼效果呢，緩衝隊列中已經存滿，這個Lock不知道喚醒的是讀線程還是寫線程了，如果喚醒的是讀線程，皆大歡喜，如果喚醒的是寫線程，那麼線程剛被喚醒，又被阻塞了，這時又去喚醒，這樣就浪費了很多時間。