Condition使用总结
来源:互联网 发布:基于java博客 编辑:程序博客网 时间:2024/04/30 09:04
一、介绍
Condition是在java 1.5中才出现的,它用来替代传统的Object的wait()、notify()实现线程间的协作,相比使用Object的wait()、notify(),使用Condition1的await()、signal()这种方式实现线程间协作更加安全和高效。简单说,他的作用是使得某些线程一起等待某个条件(Condition),只有当该条件具备(signal 或者 signalAll方法被调用)时,这些等待线程才会被唤醒,从而重新争夺锁。
二、使用
Condition是个接口,基本的方法就是await()和signal()方法;
Condition依赖于Lock接口,生成一个Condition的基本代码是lock.newCondition()
调用Condition的await()和signal()方法,都必须在lock保护之内,就是说必须在lock.lock()和lock.unlock之间才可以使用
Conditon中的await()对应Object的wait();
Condition中的signal()对应Object的notify();
Condition中的signalAll()对应Object的notifyAll()。
三、示例代码
- package com.meituan.hyt.test4;
- import java.util.concurrent.locks.Condition;
- import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
- public class Main {
- public static void main(String[] args) {
- final ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock();
- final Condition condition = reentrantLock.newCondition();
- new Thread(new Runnable() {
- @Override
- public void run() {
- reentrantLock.lock();
- System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到锁了");
- System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "等待信号");
- try {
- condition.await();
- } catch (InterruptedException e) {
- e.printStackTrace();
- }
- System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到信号");
- reentrantLock.unlock();
- }
- }, "线程1").start();
- new Thread(new Runnable() {
- @Override
- public void run() {
- reentrantLock.lock();
- System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到锁了");
- try {
- Thread.sleep(3000);
- } catch (InterruptedException e) {
- e.printStackTrace();
- }
- System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "发出信号");
- condition.signalAll();
- reentrantLock.unlock();
- }
- }, "线程2").start();
- }
- }
运行结果:
线程1拿到锁了
线程1等待信号
线程2拿到锁了
线程2发出信号
线程1拿到信号
四、原理
我们知道Lock的本质是AQS,AQS自己维护的队列是当前等待资源的队列,AQS会在资源被释放后,依次唤醒队列中从前到后的所有节点,使他们对应的线程恢复执行,直到队列为空。而Condition自己也维护了一个队列,该队列的作用是维护一个等待signal信号的队列。但是,两个队列的作用不同的,事实上,每个线程也仅仅会同时存在以上两个队列中的一个,流程是这样的:
1. 线程1调用reentrantLock.lock时,尝试获取锁。如果成功,则返回,从AQS的队列中移除线程;否则阻塞,保持在AQS的等待队列中。
2. 线程1调用await方法被调用时,对应操作是被加入到Condition的等待队列中,等待signal信号;同时释放锁。
3. 锁被释放后,会唤醒AQS队列中的头结点,所以线程2会获取到锁。
4. 线程2调用signal方法,这个时候Condition的等待队列中只有线程1一个节点,于是它被取出来,并被加入到AQS的等待队列中。注意,这个时候,线程1 并没有被唤醒,只是被加入AQS等待队列。
5. signal方法执行完毕,线程2调用unLock()方法,释放锁。这个时候因为AQS中只有线程1,于是,线程1被唤醒,线程1恢复执行。
所以:
发送signal信号只是将Condition队列中的线程加到AQS的等待队列中。只有到发送signal信号的线程调用reentrantLock.unlock()释放锁后,这些线程才会被唤醒。
可以看到,整个协作过程是靠结点在AQS的等待队列和Condition的等待队列中来回移动实现的,Condition作为一个条件类,很好的自己维护了一个等待信号的队列,并在适时的时候将结点加入到AQS的等待队列中来实现的唤醒操作。
await源码:
- public final void await() throws InterruptedException {
- // 1.如果当前线程被中断,则抛出中断异常
- if (Thread.interrupted())
- throw new InterruptedException();
- // 2.将节点加入到Condition队列中去,这里如果lastWaiter是cancel状态,那么会把它踢出Condition队列。
- Node node = addConditionWaiter();
- // 3.调用tryRelease,释放当前线程的锁
- long savedState = fullyRelease(node);
- int interruptMode = 0;
- // 4.为什么会有在AQS的等待队列的判断?
- // 解答:signal操作会将Node从Condition队列中拿出并且放入到等待队列中去,在不在AQS等待队列就看signal是否执行了
- // 如果不在AQS等待队列中,就park当前线程,如果在,就退出循环,这个时候如果被中断,那么就退出循环
- while (!isOnSyncQueue(node)) {
- LockSupport.park(this);
- if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
- break;
- }
- // 5.这个时候线程已经被signal()或者signalAll()操作给唤醒了,退出了4中的while循环
- // 自旋等待尝试再次获取锁,调用acquireQueued方法
- if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)
- interruptMode = REINTERRUPT;
- if (node.nextWaiter != null)
- unlinkCancelledWaiters();
- if (interruptMode != 0)
- reportInterruptAfterWait(interruptMode);
- }
1.将当前线程加入Condition锁队列。特别说明的是,这里不同于AQS的队列,这里进入的是Condition的FIFO队列。
2.释放锁。这里可以看到将锁释放了,否则别的线程就无法拿到锁而发生死锁。
3.自旋(while)挂起,直到被唤醒(signal把他重新放回到AQS的等待队列)或者超时或者CACELLED等。
4.获取锁(acquireQueued)。并将自己从Condition的FIFO队列中释放,表明自己不再需要锁(我已经拿到锁了)。
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