java 线程 Lock 锁使用Condition实现线程的等待（await）与通知(signal)

曾经终败给现在 2022-05-13 15:22 171阅读 0赞

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## **一、Condition 接口** ##

在前面我们学习与synchronized锁配合的线程等待（Object.wait）与线程通知(Object.notify),那么对于JDK1.5 的 java.util.concurrent.locks.ReentrantLock 锁，JDK也为我们提供了与此功能相应的类java.util.concurrent.locks.Condition。Condition与重入锁是通过lock.newCondition()方法产生一个与当前重入锁绑定的Condtion实例，我们通知该实例来控制线程的等待与通知。该接口的所有方法：

public interface Condition {
         //使当前线程加入 await() 等待队列中，并释放当锁，当其他线程调用signal()会重新请求锁。与Object.wait()类似。
        void await() throws InterruptedException;
    
        //调用该方法的前提是，当前线程已经成功获得与该条件对象绑定的重入锁，否则调用该方法时会抛出IllegalMonitorStateException。
        //调用该方法后，结束等待的唯一方法是其它线程调用该条件对象的signal()或signalALL()方法。等待过程中如果当前线程被中断，该方法仍然会继续等待，同时保留该线程的中断状态。 
        void awaitUninterruptibly();
    
        // 调用该方法的前提是，当前线程已经成功获得与该条件对象绑定的重入锁，否则调用该方法时会抛出IllegalMonitorStateException。
        //nanosTimeout指定该方法等待信号的的最大时间（单位为纳秒）。若指定时间内收到signal()或signalALL()则返回nanosTimeout减去已经等待的时间；
        //若指定时间内有其它线程中断该线程，则抛出InterruptedException并清除当前线程的打断状态；若指定时间内未收到通知，则返回0或负数。 
        long awaitNanos(long nanosTimeout) throws InterruptedException;
    
        //与await()基本一致，唯一不同点在于，指定时间之内没有收到signal()或signalALL()信号或者线程中断时该方法会返回false;其它情况返回true。
        boolean await(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
    
       //适用条件与行为与awaitNanos(long nanosTimeout)完全一样，唯一不同点在于它不是等待指定时间，而是等待由参数指定的某一时刻。
        boolean awaitUntil(Date deadline) throws InterruptedException;
        
        //唤醒一个在 await()等待队列中的线程。与Object.notify()相似
        void signal();
    
       //唤醒 await()等待队列中所有的线程。与object.notifyAll()相似
        void signalAll();
    }

## **二、使用** ##

1、await()  等待  与 singnal()通知

package com.jalja.org.base.Thread;
     
     import java.util.concurrent.TimeUnit;
     import java.util.concurrent.locks.Condition;
     import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
     
     /**
      * Condition 配合Lock  实现线程的等待 与通知
      */
     public class ConditionTest{
         public static ReentrantLock lock=new ReentrantLock();
         public static Condition condition =lock.newCondition();
         public static void main(String[] args) {
             new Thread(){
                 @Override
                 public void run() {
                     lock.lock();//请求锁
                     try{
                         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"==》进入等待");
                         condition.await();//设置当前线程进入等待
                     }catch (InterruptedException e) {
                         e.printStackTrace();
                     }finally{
                         lock.unlock();//释放锁
                     }
                     System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"==》继续执行");
                 }    
             }.start();
             new Thread(){
                 @Override
                 public void run() {
                     lock.lock();//请求锁
                     try{
                         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=》进入");
                         Thread.sleep(2000);//休息2秒
                         condition.signal();//随机唤醒等待队列中的一个线程
                         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"休息结束");
                     }catch (InterruptedException e) {
                         e.printStackTrace();
                     }finally{
                         lock.unlock();//释放锁
                     }
                 }    
             }.start();
         }
     }

执行结果：

Thread-0==》进入等待
    Thread-1=》进入
    Thread-1休息结束
    Thread-0==》继续执行

流程：在调用await()方法前线程必须获得重入锁（第17行代码），调用await()方法后线程会释放当前占用的锁。同理在调用signal()方法时当前线程也必须获得相应重入锁（代码32行），调用signal()方法后系统会从condition.await()等待队列中唤醒一个线程。当线程被唤醒后，它就会尝试重新获得与之绑定的重入锁，一旦获取成功将继续执行。所以调用signal()方法后一定要释放当前占用的锁（代码41行），这样被唤醒的线程才能有获得锁的机会，才能继续执行。

## 三、JDK中对Condition 的使用 ##

我们来看看java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;

基于数组的阻塞队列实现，在ArrayBlockingQueue内部，维护了一个定长数组，以便缓存队列中的数据对象，这是一个常用的阻塞队列，除了一个定长数组外，ArrayBlockingQueue内部还保存着两个整形变量，分别标识着队列的头部和尾部在数组中的位置。

看看他的put方法：

public void put(E e) throws InterruptedException {
            checkNotNull(e);//对传入元素的null判断
            final ReentrantLock lock = this.lock;
            lock.lockInterruptibly();//对put()方法做同步
            try {
                while (count == items.length)//如果队列已满
                    notFull.await();//让当前添加元素的线程进入等待状态
                insert(e);// 如果有其他线程调用signal() 通知该线程 ，则进行添加行为
            } finally {
                lock.unlock();//释放锁
            }
        }
        
        private E extract() {
            final Object[] items = this.items;
            E x = this.<E>cast(items[takeIndex]);
            items[takeIndex] = null;
            takeIndex = inc(takeIndex);
            --count;
            notFull.signal();//唤醒一个在Condition等待队列中的线程
            return x;
        }

[Link 1]: https://www.cnblogs.com/jalja/p/5895051.html