java多线程-Condition
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。
先看一个关于Condition使用的简单实例：
1 public class ConditionTest { 2 public static void main(String[] args) { 3 final Lock lock = new ReentrantLock(); 4 final Condition condition = lock.newCondition(); 5 6 Thread thread1 = new Thread(new Runnable() { 7 @Override 8 public void run() { 9 try { 10 lock.lock(); 11 System.out.println("我需要等一个信号"+this); 12 condition.await(); 13 System.out.println("我拿到一个信号"+this); 14 } catch (Exception e) { 15 // TODO: handle exception 16 } finally{ 17 lock.unlock(); 18 } 19 20 21 } 22 }, "thread1"); 23 thread1.start(); 24 Thread thread2 = new Thread(new Runnable() { 25 @Override 26 public void run() { 27 try { 28 lock.lock(); 29 System.out.println("我拿到了锁"); 30 Thread.sleep(500); 31 System.out.println("我发出一个信号"); 32 condition.signal(); 33 } catch (Exception e) { 34 // TODO: handle exception 35 } finally{ 36 lock.unlock(); 37 } 38 39 40 } 41 }, "thread2"); 42 thread2.start(); 43 } 44 }
运行结果：
1 我需要等一个信号com.luchao.traditionalthread.ConditionTest$1@10bc3c9 2 我拿到了锁 3 我发出一个信号 4 我拿到一个信号com.luchao.traditionalthread.ConditionTest$1@10bc3c9
可以看到，Condition的执行方式，是当在线程1中调用await方法后，线程1将释放锁，并且将自己沉睡，等待唤醒，线程2获取到锁后，开始做事，完毕后，调用Condition的signal方法，唤醒线程1，线程1恢复执行。
以上说明Condition是一个多线程间协调通信的工具类，使得某个，或者某些线程一起等待某个条件（Condition）,只有当该条件具备( signal 或者 signalAll方法被带调用)时 ，这些等待线程才会被唤醒，从而重新争夺锁。
Condition与传统线程通信有些类似，它的使用更广，可以将多个线程进行通信，以完成更加复杂的通信。
用Condition替换传统线程通信，在前面的传统有一个子线程和主线程交替运行50次的实例，使用Condition也可以完成。
代码如下：
1 public class ConditionCommuniction { 2 public static void main(String[] args) { 3 final Business business = new Business(); 4 new Thread(new Runnable() { 5 @Override 6 public void run() { 7 for (int i = 0; i < 50; i++) { 8 business.sub(i); 9 } 10 } 11 }).start(); 12 for (int i = 0; i < 50; i++) { 13 business.main(i); 14 } 15 } 16 17 18 static class Business{ 19 private Lock lock = new ReentrantLock(); 20 private boolean isMain = true; 21 private Condition condition = lock.newCondition(); 22 public void main(int i){ 23 lock.lock(); 24 try { 25 while(!isMain){ 26 condition.await(); 27 } 28 for (int j = 0; j < 100; j++) { 29 System.out.println("main is looping :" + j +" in " + i); 30 } 31 isMain = false; 32 condition.signal(); 33 } catch (Exception e) { 34 // TODO: handle exception 35 } finally{ 36 lock.unlock(); 37 } 38 } 39 public void sub(int i){ 40 lock.lock(); 41 try { 42 while(isMain){ 43 condition.await(); 44 } 45 for (int j = 0; j < 10; j++) { 46 System.out.println("sub is looping :" + j +" in " + i); 47 } 48 isMain = true; 49 condition.signal(); 50 } catch (Exception e) { 51 // TODO: handle exception 52 } finally{ 53 lock.unlock(); 54 } 55 } 56 } 57 }
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。
1 class BoundedBuffer { 2 final Lock lock = new ReentrantLock();//锁对象 3 final Condition notFull = lock.newCondition();//写线程条件 4 final Condition notEmpty = lock.newCondition();//读线程条件 5 6 final Object[] items = new Object[100];//缓存队列 7 int putptr/*写索引*/, takeptr/*读索引*/, count/*队列中存在的数据个数*/; 8 9 public void put(Object x) throws InterruptedException { 10 lock.lock(); 11 try { 12 while (count == items.length)//如果队列满了 13 notFull.await();//阻塞写线程 14 items[putptr] = x;//赋值 15 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 16 ++count;//个数++ 17 notEmpty.signal();//唤醒读线程 18 } finally { 19 lock.unlock(); 20 } 21 } 22 23 public Object take() throws InterruptedException { 24 lock.lock(); 25 try { 26 while (count == 0)//如果队列为空 27 notEmpty.await();//阻塞读线程 28 Object x = items[takeptr];//取值 29 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 30 --count;//个数-- 31 notFull.signal();//唤醒写线程 32 return x; 33 } finally { 34 lock.unlock(); 35 } 36 } 37 }
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。
将上面主线程和子线程交替运行的程序进行扩展，三个线程交替运行，代码如下：
1 public class ThreeConditionCommunication { 2 public static void main(String[] args) { 3 final Business business = new Business(); 4 new Thread(new Runnable() { 5 6 @Override 7 public void run() { 8 for (int i = 0; i < 50; i++) { 9 business.sub1(i); 10 } 11 } 12 }).start(); 13 new Thread(new Runnable() { 14 15 @Override 16 public void run() { 17 for (int i = 0; i < 50; i++) { 18 business.sub2(i); 19 } 20 } 21 }).start(); 22 for (int i = 0; i < 50; i++) { 23 business.main(i); 24 } 25 } 26 static class Business{ 27 Lock lock = new ReentrantLock(); 28 Condition main = lock.newCondition(); 29 Condition sub1 = lock.newCondition(); 30 Condition sub2 = lock.newCondition(); 31 int runNum = 1; 32 33 public void main(int i){ 34 lock.lock(); 35 try { 36 while(runNum!=1){ 37 main.await();//主线程等待 38 } 39 for (int j = 0; j < 100; j++) { 40 System.out.println("main is looping of "+j+" in "+i); 41 } 42 runNum = 2; 43 sub1.signal();//唤醒子线程1 44 } catch (Exception e) { 45 // TODO: handle exception 46 } finally{ 47 lock.unlock(); 48 } 49 } 50 public void sub1(int i){ 51 lock.lock(); 52 try { 53 while(runNum!=2){ 54 sub1.await();//子线程1等待 55 } 56 for (int j = 0; j < 10; j++) { 57 System.out.println("sub1 is looping of "+j+" in "+i); 58 } 59 runNum = 3; 60 sub2.signal();//唤醒子线程2 61 } catch (Exception e) { 62 // TODO: handle exception 63 } finally{ 64 lock.unlock(); 65 } 66 } 67 public void sub2(int i){ 68 lock.lock(); 69 try { 70 while(runNum!=3){ 71 sub2.await();//子线程2等待 72 } 73 for (int j = 0; j < 20; j++) { 74 System.out.println("sub2 is looping of "+j+" in "+i); 75 } 76 runNum = 1; 77 main.signal();//唤醒主线程 78 } catch (Exception e) { 79 // TODO: handle exception 80 } finally{ 81 lock.unlock(); 82 } 83 } 84 } 85 }
由此可见，Condition在多线程通信的强大作用，可以大大提高程序效率。
