如何理解Condition

在jdk1.5以后并发包中提供了Lock接口,Condition接口与Lock配合使用可以实现等待/通知模式,在此之前是使用定义在Object对象上的一组监视器方法,主要包括:wait()、wait(long timeout)、notify()以及notifyAll()方法,这些方法synchronized结合使用,也可以实现等待/通知。

Object的监视器方法与Condition接口的对比如下(图片截取自Java并发编程的艺术)

Condition Demo

public class ConditionTest {

        Lock lock =newReentrantLock();

        Condition condition = lock.newCondition();

        public void conditionWait()t hrows InterruptedException{

                    lock.lock();

                    try{

                        System.out.println(Thread.currentThread());

                        condition.await();

                        System.out.println("await");

                        }finally{

                            lock.unlock();

                    }

        }

        public    void    conditionSignal()    throws    InterruptedException{

                lock.lock();

                try{

                    System.out.println(Thread.currentThread());

                    condition.signal();

                    System.out.println("siganl");

                }finally{

                        lock.unlock();

                }

        }

        public    static    void    main( String[] args)    throws    InterruptedException{

                    ConditionTest conditionTest =newConditionTest();

                    newThread(newRunnable() {

                    @Override

                    public    void    run(){

                        try{

                            conditionTest.conditionWait();

                        }catch(InterruptedException e) {

                            e.printStackTrace();

                    }

                }

        }) {

                public    String    toString(){

                returngetName();

            }

        }.start();

            newThread(newRunnable() {

            @Override

                public    void    run(){

                    try{

                        conditionTest.conditionSignal();

                        }catch(InterruptedException e) {

                            e.printStackTrace();

                        }

                   }

            }) {

            public     String    toString(){

            returngetName();

            }

    }.start();

}

}


运行结果:

从上面的demo比较容易得出:

1、一般都会将Condition对象作为成员变量。

2、Thread-1调用await()方法后当前线程会释放锁并等待。

3、线程Thread-1调用signal()方法通知Thread-0,Thread-0从await()返回,在返回前已经获取到了锁。

上面demo中lock.newCondition() 其实返回的是Condition的一个实现:AQS中的ConditionObject

一个ConditionObject包含一个等待队列,ConditionObject包括首节点和尾节点,等待队列是一个FIFO队列,如果一个线程调用Condition.await()方法,那么该线程将会释放锁,构造成节点加入等待队列并进入等待状态,并将该节点从尾部加入等待队列。节点的定义复用了同步器中节点的定义,也就是说,同步队列和等待队列中节点类型都是同步器的静态内部类AbstractQueuedSynchronizer.Node。

等待队列的基本结构如图,同步队列的结构图可以参见AQS简介与源码剖析

Condition接口提供了如下方法:

等待

调用Condition的await()方法(或者以await开头的方法),会使当前线程进入等待队列并释放锁,同时线程状态变为等待状态。当从await()方法返回时,当前线程一定获取了Condition相关联的锁。

如果从队列(同步队列和等待队列)的角度看await()方法,当调用await()方法时,相当于同步队列的首节点(获取了锁的节点)移动到Condition的等待队列中。

通知

调用Condition的signal()方法,将会唤醒在等待队列中等待时间最长的节点(首节点),在唤醒节点之前,会将节点移到同步队列中。

总结

Demo中的具体流程如下:

1、Thread-1调用lock.lock()获取到锁,内部调用acquireQueued方法,线程被加入到AQS的同步队列中。

2、Thread-1调用await方法时,锁释放,该线程锁构成的节点从AQS的同步队列中移除,通过addConditionWaiter()方法加入到Condition的等待队列中,等待着被通知的信号。

3、Thread-1释放锁唤醒tread-2获取到锁,加入到AQS的同步队列中,处理业务

4、Tread-2调用signal方法,Condition的等待队列中只有Thread-1一个节点,通过调用enq(Node node)方法加入到AQS的同步队列中,此时Thread-1 并没有被唤醒,唤醒的操作是在finall块中的lock.unlock()中。

5、Tread-2调用lock.unLock()方法,释放锁,Thread-1被唤醒并获取到锁从await()方法返回继续处理业务。

6、Thread-1调用unlock释放锁,结束整个流程。

参考文章:

Doug Lea:《Java并发编程实战》

方腾飞、魏鹏、程晓明:《并发编程的艺术》


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