Condition的作用是對鎖進行更精確的控制。Condition中的await()方法相當于Object的wait()方法,Condition中的signal()方法相當于Object的notify()方法,Condition中的signalAll()相當于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"/"共享鎖"捆綁使用的。
Condition函數列表
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// 造成當前線程在接到信號或被中斷之前一直處于等待狀態。 void await() // 造成當前線程在接到信號、被中斷或到達指定等待時間之前一直處于等待狀態。 boolean await(long time, TimeUnit unit) // 造成當前線程在接到信號、被中斷或到達指定等待時間之前一直處于等待狀態。 long awaitNanos(long nanosTimeout) // 造成當前線程在接到信號之前一直處于等待狀態。 void awaitUninterruptibly() // 造成當前線程在接到信號、被中斷或到達指定最后期限之前一直處于等待狀態。 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類用法示例
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信的例子替換成用Condition實現,代碼如下:
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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(),傳統線程的通信方式,Condition都可以實現,這里注意,Condition是被綁定到Lock上的,要創建一個Lock的Condition必須用newCondition()方法。
這樣看來,Condition和傳統的線程通信沒什么區別,Condition的強大之處在于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。
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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 ]; //緩存隊列 int putptr /*寫索引*/, takeptr/*讀索引*/, count/*隊列中存在的數據個數*/ ; 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后一個位置了,那么置為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 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后一個位置了,那么置為0 --count; //個數-- notFull.signal(); //喚醒寫線程 return x; } finally { lock.unlock(); } } } |
這是一個處于多線程工作環境下的緩存區,緩存區提供了兩個方法,put和take,put是存數據,take是取數據,內部有個緩存隊列,具體變量和方法說明見代碼,這個緩存區類實現的功能:有多個線程往里面存數據和從里面取數據,其緩存隊列(先進先出后進后出)能緩存的最大數值是100,多個線程間是互斥的,當緩存隊列中存儲的值達到100時,將寫線程阻塞,并喚醒讀線程,當緩存隊列中存儲的值為0時,將讀線程阻塞,并喚醒寫線程,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++后,是否和100相等,相等將寫入索引值變為0,并將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,假設緩存隊列中已經存滿,那么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,那么假設只有一個Condition會有什么效果呢,緩存隊列中已經存滿,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,那么線程剛被喚醒,又被阻塞了,這時又去喚醒,這樣就浪費了很多時間。