Condition 接口
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Java 对象拥有一组监视方法：wait()、wait(long timeout)、notify() 以及 notifyAll() 方法，这些方法与 synchronized 同步关键字配合，可以实现等待/通知模式，进行线程之间的通讯。Condition 接口也提供了类似的方法，与 Lock 配合可以实现等待/通知模式，但两者使用方法和功能上存在差异。我们对比学习一下：
| 对比项 | Object 对象 | Condition 接口 |
| 前置条件 | 获取对象的锁 | 调用Lock.lock()获取锁，通过Lock.newCondition()获取Condition对象 |
| 调用方法 | object.wait() | condition.await() |
| 等待队列(wait queue)个数 | 一个 | 多个 |
| 当前线程释放锁并进入等待状态 | 支持 | 支持 |
| 阻塞时，响应中断interrupt() | 响应中断 | 响应中断 OR 不响应中断 |
| 当前线程释放锁，进入超时状态X(long timeout) | 支持 | 支持 |
| 当前线程释放锁并进入等待状态到将来的某个时间 | 不支持 | 支持 |
| 唤醒等待队列中的一个线程 | 支持 | 支持 |
| 唤醒等待队列中的全部线程 | 支持 | 支持 |
一、Condition 接口
当线程调用 Condition 中的方法时，需要提前获取到 Condition 关联的锁（Condition 对象是由 Lock 对象的 newCondition() 方法创建），也就是 Condition 依赖 Lock 对象。
1 public class ConditionUseCase { 2 Lock lock = new ReentrantLock(); 3 Condition condition = lock.newCondition(); 4 public void conditionWait() throws InterruptedException{ 5 lock.lock(); 6 try { 7 condition.await(); 8 } finally { 9 lock.unlock(); 10 } 11 } 12 13 public void conditionSignal() throws InterruptedException{ 14 lock.lock(); 15 try { 16 condition.signal(); 17 } finally { 18 lock.unlock(); 19 } 20 } 21 }
一般都会将 Condition 对象作为成员。当调用 await() 方法后，当前线程会释放锁并在此等待，而其他线程调用 Condition 对象的signal() 方法，通知当前线程后，当前线程才从 await() 方法返回，并且在返回前已经获取了锁。Condition 定义方法：
| 方法名称 | 描述 |
| void await() throws InterruptedException | 当前线程进入等待状态直到被通知（signal）或中断，当前线程将进入运行状态且从 await() 方法返回的情况，包括：其他线程调用该 Condition 的 signal()或signalAll()方法，或者被其他线程调用 interrupt 中断。如果当前线程从 await()方法返回，表明该线程已经获取了 Condition 对象所对应的锁。 |
| void awaitUninterruptibly() | 当前线程进入等待状态直到被通知，对中断不敏感。 |
| long awaitNanos(long nanosTimeout) throws InterruptedException | 当前线程进入等待状态直到被通知、中断或者超时。返回值表示剩余时间，如果在 nanosTimeout 纳秒之前被唤醒，那么返回值就是（nanosTimeout-实际消耗）返回值如果是0或者负数表示超时。 |
| boolean awaitUntil(Date deadline) throws InterruptedException | 当前线程进入等待状态直到被通知、中断或者到某个时间。如果没有到指定时间就被通知，方法返回true，否则，表示到了指定时间，方法返回 false。 |
| void signal() | 唤醒一个等待在 Condition 上的线程，该线程从等待方法返回前必须获得与Condition 相关的锁。 |
| void signalAll() | 唤醒所有等待在 Condition 上的线程，能够从等待方法返回的线程必须获得与Condition相关的锁。 |
二、Condition 的实现分析
ConditionObject 是同步器 AQS（AbstractQueuedSynchronize）的内部类，因为 Condition 的操作需要获取相关联的锁，所以作为同步器的内部类也比较合理。每个 Condition 对象都包含着一个队列（等待队列），该队列是 Condition 对象实现等待/通知功能的关键。
【1】等待队列：等待队列是一个 FIFO 的队列，队列中包含的是在 Condition 对象上等待的线程。如果一个线程调用 Condition.await() 方法，那么该线程就会释放锁、构造成节点加入到等待队列中。事实上，节点的定义复用了同步器中节点的定义，同步队列和等待队列中节点类型都是同步器的静态内部类 AbstractQueuedSynchronizer.Node。一个 Condition 包含一个等待队列，Condition 拥有首节点（firstWaiter）和尾结点（lastWaiter）。当前线程调用 Condition.await() 方法，将会以当前线程构造节点，并将节点从尾部加入等待队列。
【2】等待：调用 Condition 的 await() 方法（或者以 await 开头的方法），会使当前线程进入等待队列并释放锁，同时线程进入等待状态。如果不是通过调用 Condition.signal()方法唤醒，而是通过其他线程调用interrupt() 中断，则会抛出interruptedException 异常。
1 public final void await() throws InterruptedException { 2 if (Thread.interrupted()) 3 throw new InterruptedException(); 4 //当前线程构造成节点加入等待队列 5 Node node = addConditionWaiter(); 6 //释放同步状态，也就是释放锁 7 int savedState = fullyRelease(node); 8 int interruptMode = 0; 9 while (!isOnSyncQueue(node)) { 10 LockSupport.park(this); 11 if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0) 12 break; 13 } 14 if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE) 15 interruptMode = REINTERRUPT; 16 if (node.nextWaiter != null) // 取消时清除 17 unlinkCancelledWaiters(); 18 if (interruptMode != 0) 19 reportInterruptAfterWait(interruptMode); 20 }
【3】通知：调用 Condition 的 signal() 方法，将会唤醒在等待队列中等待时间最长的节点（首节点），在唤醒之前，会将节点移到同步队列中。调用该方法的前提就是必须获取锁。signal 源码如下：通过调用同步器的 enq(Node node)方法，等待队列中的头节点线程安全移动到同步队列。当节点移动到同步队列后，当前线程再使用 LockSupport 的unpark唤醒该节点。
1 public final void signal() { 2 //isHeldExclusively 检查当前线程是否获取了锁 3 if (!isHeldExclusively()) 4 throw new IllegalMonitorStateException(); 5 //获取第一个Node 6 Node first = firstWaiter; 7 if (first != null) 8 doSignal(first); 9 }
被唤醒的线程，将从 await() 方法的 while 循环中退出（isOnSyncQueue(Node node)）是否处于同步队列，方法返回 true 表示在同步队列，然后调用同步器的 acquireQueued() 方法加入到获取同步状态竞争中。被唤醒的线程将从调用的 await() 方法返回，此时该线程已经成功获取了锁。Condition的 signalAll() 方法，相当于对等待中的每一个节点执行了一次 signal() 方法，效果就是将等待队列中所有节点转移到同步队列 AQS 中，并唤醒每个节点的线程。
