Java 多线程中Condition的使用

Condition的功能类似在传统线程技术中的Object.wait()和Object.notify()。Condition是被绑定到Lock上的，要创建一个Lock的Condition必须使用newCondtion()方法，Condition中的await()方法替换了wait()方法，signal()替换了notify()方法。

案例：子线程循环10次，接着主线程循环50次，接着又回到子线程循环10次，接着再回到主线程又循环50次，如此循环50次！

public class ConditionTest {public static void main(String[] args) {/*定义静态内部类的变量*/final Business business = new Business();/*创建并执行线程【执行子线程(总共是50次)】*/new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {for (int i=1; i<=50;i++){business.sub(i);}}}).start();/*调用执行主线程的方法(总共是50次)*/for (int i=1; i<=50; i++){business.main(i);}}static class Business {/* 定义执行的变量bool值 */private boolean isSub = true;/* 创建一把锁 */Lock lock = new ReentrantLock();/* 通过锁创建Condition */Condition condition = lock.newCondition();/** * 子线程执行的方法 * @param i */public void sub(int i) {/* 把关键代码锁住 */lock.lock();try {while (!isSub) {try {/* 如果当前还没有轮到子线程的方法执行，就进行等待 */condition.await();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}/* 【这里表示isSub为true，即轮到子线程执行了】遍历使得子线程中的方法执行10次 */for (int j = 1; j <= 10; j++) {System.out.println("子线程中循环：" + j + ";总共循环:" + i);}/* 循环结束后，使得bool变量为false【轮到子线程执行】 */isSub = false;/* 唤醒 */condition.signal();} finally {lock.unlock();}}/** * 主线程执行的方法 * @param i */public void main(int i){/*上锁*/lock.lock();try {/*如果isSub为true，即轮到子线程执行，则主线程等待*/while (isSub){try {/*主线程等待*/condition.await();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}/*如果主线程没有等待，就循环50次*/for (int j=1; j<=50; j++){System.out.println("主线程中循环:" + j +";总共循环:"+i);}}/*循环完成之后把isSub设置为true，即跳转到子线程*/isSub = true;/*唤醒*/condition.signal();} finally{lock.unlock();}}}}

Condition的强大之处在于它可以为多个线程之间建立不同的Condition，下面是API中的一段代码：

public class BoundedBuffer {/*创建锁对象*/final Lock lock = new ReentrantLock();/*创建写线程条件*/final Condition notFull = lock.newCondition();/*创建读线程条件*/final Condition notEmpty = lock.newCondition();/*创建缓存队列*/final Object[] items = new Object[100];/*写索引*/int putptr;/*读索引*/int takeptr;/*队列中存在的数据个数*/int count;/** * 入队列方法 * @param x */public void put(Object x){/*上锁*/lock.lock();try {while (count == items.length){/*如果队列满了【阻塞写线程】*/notFull.await();}/*如果队列还没满*/items[putptr] = x;/*如果写索引写到了队列的最后一个位置【索引要置为0】*/if (++putptr == items.length){putptr = 0;}/*个数自增*/++count;/*唤醒读线程*/notEmpty.signal();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}finally{lock.unlock();}}/** * 出队列方法 * @return * @throws InterruptedException  */public Object take() throws InterruptedException{/*上锁*/lock.lock();try {while (count == 0){/*如果队列为空【阻塞读线程】*/notEmpty.await();}/*如果队列不为空【取值】*/Object x = items[takeptr];/*如果读索引读到队列的最后一个位置了，那么索引置为0*/if (++takeptr == items.length){takeptr = 0;}/*个数自减*/-- count;/*唤醒写线程*/notFull.signal();return x;}finally{lock.unlock();}}}

这是一个处于多线程工作环境下的缓存区，缓存区提供了两个方法，put()和take()，put()是存数据，take()是存数据，内部有个缓存队列，这个缓存区的功能是：有多个线程往里面存数据和从里面去数据，其缓存队列(先进先出，后进后出)能缓存的最大数值为100，多个线程之间是互斥的，当缓存队列中存储的值达到100时，将写线程阻塞，并唤醒读线程，当缓存队列中存储的值为0时，将读线程阻塞，并唤醒写线程。

这段代码的执行过程：

1：一个写线程执行，调用put()方法。

2：判断count值是否为100，显然此时还么有达到。

3：继续执行，存入值。

4：判断当前写入的索引位置++后，是否和100相等，如果相等，将写入索引改为0，并将count+1.

5：仅唤醒读线程阻塞队列中的一个(这就是为什么使用了两个Condition的原因)

6:一个读线程执行，调用take()方法。

7：。。。。

8：仅唤醒写线程阻塞队列中的一个(这就是为什么使用了两个Condition的原因)。

这就是多个Condition的强大之处，假设缓存队列中已经存满，那么阻塞的肯定是写线程，唤醒的肯定是读线程，相反，阻塞的肯定是读线程，唤醒的肯定是写线程，那么假设只有一个Condition会有什么效果呢，缓存队列中已经存满，这个Lock不知道唤醒的是读线程还是写线程了，如果唤醒的是读线程，皆大欢喜，如果唤醒的是写线程，那么线程刚被唤醒，又被阻塞了，这时又去唤醒，这样就浪费了很多时间。

下面我们改进最开始的编程题：子线程1循环10次，然后子线程2循环20次，接着主线程循环50次，接着又回到子线程循环10次，然后子线程2循环20次，接着再回到主线程又循环50次，如此循环50次！

public class MultiConditionTest {public static void main(String[] args) {/* 创建Business的对象 */final Business business = new Business();/* 创建并启动子线程1 */new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {/* 总共循环50次 */for (int i = 1; i <= 50; i++) {business.sub1(i);}}}).start();/* 创建并执行子线程2 */new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {for (int i = 1; i <= 50; i++) {business.sub2(i);}}}).start();/* 执行主线程方法 */for (int i = 1; i <= 50; i++) {business.main(i);}}static class Business {/* 创建锁 */Lock lock = new ReentrantLock();/* 创建主线程的条件 */Condition condition1 = lock.newCondition();/* 创建执行线程2的条件 */Condition condition2 = lock.newCondition();/* 创建执行主线程的条件 */Condition condition3 = lock.newCondition();/* 某个线程执行的变量【默认子线程1执行执行】 */private int is1Sub = 2;/** * 子线程1执行方法 *  * @param i */public void sub1(int i) {/* 上锁 */lock.lock();try {while (is1Sub != 2) {/* 如果不是子线程1执行【将子线程1陷入阻塞】 */try {condition2.await();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}/* 如果是子线程1执行【循环10次】 */for (int j = 1; j <= 10; j++) {System.out.println("子线程1循环:" + j + ";总共循环:" + i);}/* 把变量给子线程2 */is1Sub = 3;/* 执行完之后唤醒子线2 */condition3.signal();} finally {lock.unlock();}}/** * 子线程2执行方法 *  * @param i */public void sub2(int i) {/* 上锁 */lock.lock();try {while (is1Sub != 3) {/* 如果不是子线程2执行【将子线程2陷入阻塞】 */try {condition3.await();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}/* 如果是子线程2执行【循环20次】 */for (int j = 1; j <= 20; j++) {System.out.println("子线程2循环:" + j + ";总共循环:" + i);}/* 把变量给主线程 */is1Sub = 1;/* 执行完之后唤醒主线程 */condition1.signal();} finally {lock.unlock();}}/** * 主线程执行方法 *  * @param i */public void main(int i) {/* 上锁 */lock.lock();try {while (is1Sub != 1) {/* 如果不是主线程执行【将主线程陷入阻塞】 */try {condition1.await();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}/* 如果是主线程执行【循环50次】 */for (int j = 1; j <= 50; j++) {System.out.println("主线程循环:" + j + ";总共循环:" + i);}/* 把变量给主线程 */is1Sub = 2;/* 执行完之后唤醒子线程1 */condition2.signal();} finally {lock.unlock();}}}}