Java多線程基礎（1）Condition

wangtdgoodluck 發布于2019-08-15 14:46 / 1008人閱讀

摘要：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。我們喜歡在多帶帶的等待中保存線程和線程，這樣就可以在緩沖區中的項或空間變得可用時利用最佳規劃，一次只通知一個線程。

Condition接口

Condition的功能類似于傳統線程技術中的Object.wait()和Object.notify（）方法的功能，但它是將這些方法分解成不同的對象，所以可以將這些對象與任意的Lock實現組合使用，實現在不同的條件下阻塞或喚醒線程；也就是說，這其中的Lock替代了synchronized方法和語句的使用，Condition替代了Object 監視器方法（wait、notify 和 notifyAll）的使用。

創建一個Condition

Condition需要被綁定在一個鎖（Lock）上，所以如果要為一個Lock實例獲得Condition實例，可以使用Lock的newCondition() 方法。

Condition notFull  = lock.newCondition();

Condition接口的常用方法

void await() 
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。 
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、被中斷或到達指定等待時間之前一直處于等待狀態。 
void awaitUninterruptibly() 
造成當前線程在接到信號之前一直處于等待狀態。 
boolean awaitUntil(Date deadline) 
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。 
void signal() 
喚醒一個等待線程。 
void signalAll() 
喚醒所有等待線程。

代碼示例

這段代碼是JDK API文檔中提供的示例，假定有一個綁定的緩沖區，它支持 put 和 take 方法。如果試圖在空的緩沖區上執行 take 操作，則在某一個項變得可用之前，線程將一直阻塞；如果試圖在滿的緩沖區上執行 put 操作，則在有空間變得可用之前，線程將一直阻塞。我們喜歡在多帶帶的等待 set 中保存 put 線程和 take 線程，這樣就可以在緩沖區中的項或空間變得可用時利用最佳規劃，一次只通知一個線程。可以使用兩個 Condition 實例來做到這一點。

public class BoundedBuffer {

    final Lock lock = new ReentrantLock();
    final Condition notFull = lock.newCondition();
    final Condition notEmpty = lock.newCondition();

    final Object[] items = new Object[100];
    int putptr, takeptr, count;

    public void put(Object x) throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (count == items.length) {
                //當緩沖區已滿時，notFull阻塞
                notFull.await();
            }
            //否則將元素添加進緩沖區的下標位置
            items[putptr] = x;
            if (++putptr == items.length) {
                //如果下一個下標越界，則將下標移至緩沖區首位
                putptr = 0;
            }
            //count表示緩沖區中元素個數
            ++count;
            //由于緩沖已經是notEmpty狀態，所以喚醒阻塞等待的notEmpty
            notEmpty.signal();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public Object take() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (count == 0) {
                //當緩沖區中沒有元素，緩沖區處于empty狀態，所以notEmpty阻塞
                notEmpty.await();
            }
            Object x = items[takeptr];
            if (++takeptr == items.length) {
                //獲得下標位置的元素后，將下標向前移動，如果移動后的下標越界，則將下標移至緩沖區首位
                takeptr = 0;
            }
            --count;
            //取出一個元素后，緩沖區處于notFull狀態，所以喚醒阻塞等待的notFull
            notFull.signal();
            return x;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

注意：

和監視器方法一樣，Condition也可能發生“虛假喚醒”，所以Condition必須在總是在一個循環中被等待，并在被喚醒后測試當前狀態，判斷當前是否已經處于可以被喚醒的狀態，我們需要假定“虛假喚醒”可能發生。

while (count == 0) {
    //在循環中等待
    condition.await();
}

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