Java多线程编程中使用Condition类操作锁的方法详解
Condition的作用是对锁进行更精确的控制。Condition中的await()方法相当于Object的wait()方法，Condition中的signal()方法相当于Object的notify()方法，Condition中的signalAll()相当于Object的notifyAll()方法。不同的是，Object中的wait(),notify(),notifyAll()方法是和"同步锁"(synchronized关键字)捆绑使用的；而Condition是需要与"互斥锁"/"共享锁"捆绑使用的。
Condition函数列表
//造成当前线程在接到信号或被中断之前一直处于等待状态。 voidawait() //造成当前线程在接到信号、被中断或到达指定等待时间之前一直处于等待状态。 booleanawait(longtime,TimeUnitunit) //造成当前线程在接到信号、被中断或到达指定等待时间之前一直处于等待状态。 longawaitNanos(longnanosTimeout) //造成当前线程在接到信号之前一直处于等待状态。 voidawaitUninterruptibly() //造成当前线程在接到信号、被中断或到达指定最后期限之前一直处于等待状态。 booleanawaitUntil(Datedeadline) //唤醒一个等待线程。 voidsignal() //唤醒所有等待线程。 voidsignalAll()
Condition类用法示例
Condition将Object监视器方法（wait、notify和notifyAll）分解成截然不同的对象，以便通过将这些对象与任意Lock实现组合使用，为每个对象提供多个等待set（wait-set）。其中，Lock替代了synchronized方法和语句的使用，Condition替代了Object监视器方法的使用。下面将之前写过的一个线程通信的例子替换成用Condition实现，代码如下：
publicclassThreadTest2{
publicstaticvoidmain(String[]args){
finalBusinessbusiness=newBusiness();
newThread(newRunnable(){
@Override
publicvoidrun(){
threadExecute(business,"sub");
}
}).start();
threadExecute(business,"main");
}
publicstaticvoidthreadExecute(Businessbusiness,StringthreadType){
for(inti=0;i<100;i++){
try{
if("main".equals(threadType)){
business.main(i);
}else{
business.sub(i);
}
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
classBusiness{
privatebooleanbool=true;
privateLocklock=newReentrantLock();
privateConditioncondition=lock.newCondition();
public/*synchronized*/voidmain(intloop)throwsInterruptedException{
lock.lock();
try{
while(bool){
condition.await();//this.wait();
}
for(inti=0;i<100;i++){
System.out.println("mainthreadseqof"+i+",loopof"+loop);
}
bool=true;
condition.signal();//this.notify();
}finally{
lock.unlock();
}
}
public/*synchronized*/voidsub(intloop)throwsInterruptedException{
lock.lock();
try{
while(!bool){
condition.await();//this.wait();
}
for(inti=0;i<10;i++){
System.out.println("subthreadseqof"+i+",loopof"+loop);
}
bool=false;
condition.signal();//this.notify();
}finally{
lock.unlock();
}
}
}
在Condition中，用await()替换wait()，用signal()替换notify()，用signalAll()替换notifyAll()，传统线程的通信方式，Condition都可以实现，这里注意，Condition是被绑定到Lock上的，要创建一个Lock的Condition必须用newCondition()方法。
这样看来，Condition和传统的线程通信没什么区别，Condition的强大之处在于它可以为多个线程间建立不同的Condition，下面引入API中的一段代码，加以说明。
classBoundedBuffer{
finalLocklock=newReentrantLock();//锁对象
finalConditionnotFull=lock.newCondition();//写线程条件
finalConditionnotEmpty=lock.newCondition();//读线程条件
finalObject[]items=newObject[100];//缓存队列
intputptr/*写索引*/,takeptr/*读索引*/,count/*队列中存在的数据个数*/;
publicvoidput(Objectx)throwsInterruptedException{
lock.lock();
try{
while(count==items.length)//如果队列满了
notFull.await();//阻塞写线程
items[putptr]=x;//赋值
if(++putptr==items.length)putptr=0;//如果写索引写到队列的最后一个位置了，那么置为0
++count;//个数++
notEmpty.signal();//唤醒读线程
}finally{
lock.unlock();
}
}
publicObjecttake()throwsInterruptedException{
lock.lock();
try{
while(count==0)//如果队列为空
notEmpty.await();//阻塞读线程
Objectx=items[takeptr];//取值
if(++takeptr==items.length)takeptr=0;//如果读索引读到队列的最后一个位置了，那么置为0
--count;//个数--
notFull.signal();//唤醒写线程
returnx;
}finally{
lock.unlock();
}
}
}
这是一个处于多线程工作环境下的缓存区，缓存区提供了两个方法，put和take，put是存数据，take是取数据，内部有个缓存队列，具体变量和方法说明见代码，这个缓存区类实现的功能：有多个线程往里面存数据和从里面取数据，其缓存队列(先进先出后进后出)能缓存的最大数值是100，多个线程间是互斥的，当缓存队列中存储的值达到100时，将写线程阻塞，并唤醒读线程，当缓存队列中存储的值为0时，将读线程阻塞，并唤醒写线程，下面分析一下代码的执行过程：
1.一个写线程执行，调用put方法；
2.判断count是否为100，显然没有100；
3.继续执行，存入值；
4.判断当前写入的索引位置++后，是否和100相等，相等将写入索引值变为0，并将count+1；
5.仅唤醒读线程阻塞队列中的一个；
6.一个读线程执行，调用take方法；
7.……
8.仅唤醒写线程阻塞队列中的一个。
这就是多个Condition的强大之处，假设缓存队列中已经存满，那么阻塞的肯定是写线程，唤醒的肯定是读线程，相反，阻塞的肯定是读线程，唤醒的肯定是写线程，那么假设只有一个Condition会有什么效果呢，缓存队列中已经存满，这个Lock不知道唤醒的是读线程还是写线程了，如果唤醒的是读线程，皆大欢喜，如果唤醒的是写线程，那么线程刚被唤醒，又被阻塞了，这时又去唤醒，这样就浪费了很多时间。