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,Condi
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。
先看一個關於Condition使用的簡單實例:
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("我需要等一個信號"+this); 12 condition.await(); 13 System.out.println("我拿到一個信號"+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("我拿到了鎖"); 30 Thread.sleep(500); 31 System.out.println("我發出一個信號"); 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 }
運行結果:
1 我需要等一個信號com.luchao.traditionalthread.ConditionTest$1@10bc3c9 2 我拿到了鎖 3 我發出一個信號 4 我拿到一個信號com.luchao.traditionalthread.ConditionTest$1@10bc3c9View Code
可以看到,Condition的執行方式,是當線上程1中調用await方法後,線程1將釋放鎖,並且將自己沉睡,等待喚醒,線程2獲取到鎖後,開始做事,完畢後,調用Condition的signal方法,喚醒線程1,線程1恢復執行。
以上說明Condition是一個多線程間協調通信的工具類,使得某個,或者某些線程一起等待某個條件(Condition),只有當該條件具備( signal 或者 signalAll方法被帶調用)時 ,這些等待線程才會被喚醒,從而重新爭奪鎖。
Condition與傳統線程通信有些類似,它的使用更廣,可以將多個線程進行通信,以完成更加複雜的通信。
用Condition替換傳統線程通信,在前面的傳統有一個子線程和主線程交替運行50次的實例,使用Condition也可以完成。
代碼如下:
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,這裡註意,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麼區別,Condition的強大之處在於它可以為多個線程間建立不同的Condition,下麵引入API中的一段代碼,加以說明。
1 class BoundedBuffer { 2 final Lock lock = new ReentrantLock();//鎖對象 3 final Condition notFull = lock.newCondition();//寫線程條件 4 final Condition notEmpty = lock.newCondition();//讀線程條件 5 6 final Object[] items = new Object[100];//緩存隊列 7 int putptr/*寫索引*/, takeptr/*讀索引*/, count/*隊列中存在的數據個數*/; 8 9 public void put(Object x) throws InterruptedException { 10 lock.lock(); 11 try { 12 while (count == items.length)//如果隊列滿了 13 notFull.await();//阻塞寫線程 14 items[putptr] = x;//賦值 15 if (++putptr == items.length) putptr = 0;//如果寫索引寫到隊列的最後一個位置了,那麼置為0 16 ++count;//個數++ 17 notEmpty.signal();//喚醒讀線程 18 } finally { 19 lock.unlock(); 20 } 21 } 22 23 public Object take() throws InterruptedException { 24 lock.lock(); 25 try { 26 while (count == 0)//如果隊列為空 27 notEmpty.await();//阻塞讀線程 28 Object x = items[takeptr];//取值 29 if (++takeptr == items.length) takeptr = 0;//如果讀索引讀到隊列的最後一個位置了,那麼置為0 30 --count;//個數-- 31 notFull.signal();//喚醒寫線程 32 return x; 33 } finally { 34 lock.unlock(); 35 } 36 } 37 }
這就是多個Condition的強大之處,假設緩存隊列中已經存滿,那麼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,那麼假設只有一個Condition會有什麼效果呢,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,那麼線程剛被喚醒,又被阻塞了,這時又去喚醒,這樣就浪費了很多時間。
將上面主線程和子線程交替運行的程式進行擴展,三個線程交替運行,代碼如下:
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();//主線程等待 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();//喚醒子線程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();//子線程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();//喚醒子線程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();//子線程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();//喚醒主線程 78 } catch (Exception e) { 79 // TODO: handle exception 80 } finally{ 81 lock.unlock(); 82 } 83 } 84 } 85 }
由此可見,Condition在多線程通信的強大作用,可以大大提高程式效率。