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多线程编程-- part 5.2 JUC锁之Condition条件
1.Condition介绍
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。
2.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。void await()// 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。boolean await(long time, TimeUnit unit)// 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。long awaitNanos(long nanosTimeout)// 造成当前线程在接到信号之前一直处于等待状态。void awaitUninterruptibly()// 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。boolean awaitUntil(Date deadline)// 唤醒一个等待线程。void signal()// 唤醒所有等待线程。void signalAll()
3.Condition示例
（1）通过Object的wait(),notify()来演示线程休眠/唤醒
（2）是通过Condition的await(), signal()来演示线程的休眠/唤醒功能。
（3）是通过Condition的高级功能。
示例1：
public class testHello { public static void main(String[] args) { ThreadA ta = new ThreadA("ta"); synchronized(ta) { // 通过synchronized(ta)获取“对象ta的同步锁” try { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" start ta"); ta.start(); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" block"); ta.wait(); // 等待 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" continue"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } static class ThreadA extends Thread{ public ThreadA(String name) { super(name); } public void run() { synchronized (this) { // 通过synchronized(this)获取“当前对象的同步锁” System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" wakup others"); notify(); // 唤醒“当前对象上的等待线程” } } }}
示例2：
import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.Condition;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class ConditionTest1 { private static Lock lock = new ReentrantLock(); private static Condition condition = lock.newCondition(); public static void main(String[] args) { ThreadA ta = new ThreadA("ta"); lock.lock(); // 获取锁 try { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" start ta"); ta.start(); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" block"); condition.await(); // 等待 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" continue"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { lock.unlock(); // 释放锁 } } static class ThreadA extends Thread{ public ThreadA(String name) { super(name); } public void run() { lock.lock(); // 获取锁 try { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" wakup others"); condition.signal(); // 唤醒“condition所在锁上的其它线程” } finally { lock.unlock(); // 释放锁 } } }}
Condition:
Condition除了支持上面的功能之外，它更强大的地方在于：能够更加精细的控制多线程的休眠与唤醒。对于同一个锁，我们可以创建多个Condition，在不同的情况下使用不同的Condition。
例如，假如多线程读/写同一个缓冲区：当向缓冲区中写入数据之后，唤醒"读线程"；当从缓冲区读出数据之后，唤醒"写线程"；并且当缓冲区满的时候，"写线程"需要等待；当缓冲区为空时，"读线程"需要等待。 如果采用Object类中的wait(), notify(), notifyAll()实现该缓冲区，当向缓冲区写入数据之后需要唤醒"读线程"时，不可能通过notify()或notifyAll()明确的指定唤醒"读线程"，而只能通过notifyAll唤醒所有线程(但是notifyAll无法区分唤醒的线程是读线程，还是写线程)。 但是，通过Condition，就能明确的指定唤醒读线程。
class BoundedBuffer { final Lock lock = new ReentrantLock(); final Condition notFull = lock.newCondition(); final Condition notEmpty = lock.newCondition(); final Object[] items = new Object[5]; int putptr, takeptr, count; public void put(Object x) throws InterruptedException { lock.lock(); //获取锁 try { // 如果“缓冲已满”，则等待；直到“缓冲”不是满的，才将x添加到缓冲中。 while (count == items.length) notFull.await(); // 将x添加到缓冲中 items[putptr] = x; // 将“put统计数putptr+1”；如果“缓冲已满”，则设putptr为0。 if (++putptr == items.length) putptr = 0; // 将“缓冲”数量+1 ++count; // 唤醒take线程，因为take线程通过notEmpty.await()等待 notEmpty.signal(); // 打印写入的数据 System.out.print(Thread.currentThread().getName() + " put "); for(int i = 0; i < items.length; i++) { System.out.print(items[i] + " "); } System.out.println("\n"); } finally { lock.unlock(); // 释放锁 } } public Object take() throws InterruptedException { lock.lock(); //获取锁 try { // 如果“缓冲为空”，则等待；直到“缓冲”不为空，才将x从缓冲中取出。 while (count == 0) notEmpty.await(); // 将x从缓冲中取出 Object x = items[takeptr]; items[takeptr] = null; // 将“take统计数takeptr+1”；如果“缓冲为空”，则设takeptr为0。 if (++takeptr == items.length) takeptr = 0; // 将“缓冲”数量-1 --count; // 唤醒put线程，因为put线程通过notFull.await()等待 notFull.signal(); // 打印取出的数据 System.out.print(Thread.currentThread().getName() + " take "); for(int i = 0; i < items.length; i++) { System.out.print(items[i] + " "); } System.out.println("\n"); return x; } finally { lock.unlock(); // 释放锁 } }}public class testHello { private static BoundedBuffer bb = new BoundedBuffer(); static class PutThread extends Thread { private int num; public PutThread(String name, int num) { super(name); this.num = num; } public void run() { try { Thread.sleep(1); // 线程休眠1ms bb.put(num); // 向BoundedBuffer中写入数据 } catch (InterruptedException e) { } } } static class TakeThread extends Thread { public TakeThread(String name) { super(name); } public void run() { try { Thread.sleep(10); // 线程休眠1ms Integer num = (Integer)bb.take(); // 从BoundedBuffer中取出数据 } catch (InterruptedException e) { } } } public static void main(String[] args) { // 启动10个“写线程”，向BoundedBuffer中不断的写数据(写入0-9)； // 启动10个“读线程”，从BoundedBuffer中不断的读数据。 for (int i=0; i<10; i++) { new PutThread("p"+i, i).start(); new TakeThread("t"+i).start(); } }}
结果说明：
(1) BoundedBuffer 是容量为5的缓冲，缓冲中存储的是Object对象，支持多线程的读/写缓冲。多个线程操作“一个BoundedBuffer对象”时，它们通过互斥锁lock对缓冲区items进行互斥访问；而且同一个BoundedBuffer对象下的全部线程共用“notFull”和“notEmpty”这两个Condition。
notFull用于控制写缓冲，notEmpty用于控制读缓冲。当缓冲已满的时候，调用put的线程会执行notFull.await()进行等待；当缓冲区不是满的状态时，就将对象添加到缓冲区并将缓冲区的容量count+1，最后，调用notEmpty.signal()缓冲notEmpty上的等待线程(调用notEmpty.await的线程)。 简言之，notFull控制“缓冲区的写入”，当往缓冲区写入数据之后会唤醒notEmpty上的等待线程。
同理，notEmpty控制“缓冲区的读取”，当读取了缓冲区数据之后会唤醒notFull上的等待线程。
(2) 在ConditionTest2的main函数中，启动10个“写线程”，向BoundedBuffer中不断的写数据；同时，也启动10个“读线程”，从BoundedBuffer中不断的读数据。
多线程编程-- part 5.2 JUC锁之Condition条件