【Java多线程】如何正确使用 Conditon 条件变量

前言

本篇文章的代码示例已放到 github 上，Git地址为：advance（记录每一个学习过程），大家在项目介绍的引用目录里面即可找到对应文章的一个代码路径。

大家有任何问题，欢迎大家在评论区留言，我会在看到后一一进行回复。

大家觉得有用的话，麻烦点个star再走呗！

使用背景

在介绍 Condtion 的使用场景之前，我们先来考虑这样的场景：

当我们在执行某个方法之前，我们获得了这个方法的锁，但是在执行过程中我们发现某个条件不满足，想让方法暂停一会儿，等条件满足后再让这个方法继续执行。

针对上面的问题，我们可以利用Object.wait()和notify()写出下面这样的代码：

public synchronized void doSomething(){
    //执行方法
    
    if(条件不满足){
        //线程等待
        Object.wait();
    }
    //条件此时满足，对象被唤醒，继续执行方法
}

但是，由于Object.wait()和notify()过于底层，并且无法区分是由于等待超时后唤醒还是被其他线程唤醒的问题，引入在JDK1.5后引入了java.util.concurrent.locks.Condition接口。

使用场景

Condition接口作为Object.wait()/notify()的替代品，当我们给某个方法加锁后，发现某个条件不满足，想让方法暂停一会儿，等条件满足后再让这个方法继续执行。这种时候，我们就可以使用Condition接口。

常用方法

创建一个condition实例

为了让这个锁更方便获得，实例代码里面我将这个锁设为静态的

//定义一个锁
public static final Lock reentrantLock = new ReentrantLock();
//定义属于这个锁的条件变量
public static final Condition condition = reentrantLock.newCondition();

线程等待

void await() throws InterruptedException;

线程非阻塞等待

boolean await(long time, TimeUnit unit)

唤醒某个线程

condition.signal();

唤醒所有线程

condition.signalAll();

使用示例

定义一个全局的标志位

public class GlobalSymbol {
    /**
     * 定义全局标志位
     */
    public static AtomicBoolean globalFlag = new AtomicBoolean(false);
}

主线程

public class Main {
    //定义一个锁
    public static final Lock reentrantLock = new ReentrantLock();
    //定义属于这个锁的条件变量
    public static final Condition condition = reentrantLock.newCondition();

    public static void main(String[] args) {
        //先启动一下线程
        Thread thread = new Thread(new OtherThread());
        thread.start();

        //先加锁
        reentrantLock.lock();
        try {
            System.out.println("线程加锁成功，正在执行相关代码");
            while (!GlobalSymbol.globalFlag.get()){
                System.out.println("现在条件还不满足，先等待");
                condition.await();
            }
            System.out.println("线程被唤醒，执行后续代码");
        }
        catch (Exception e){
            System.out.println("加锁解锁逻辑出现异常");
        }
        finally {
            //在finally中释放锁
            reentrantLock.unlock();
        }
        System.out.println("程序结束");
    }
}

子线程（用于唤醒主线程）

public class OtherThread implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        try {
            for (int i = 10; i > 0; i--){
                System.out.println("标志位将在" + i + "秒后置为true");
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            }
            GlobalSymbol.globalFlag.set(true);
            //对被阻塞的线程进行唤醒（必须获得对应的锁后，才能执行唤醒的操作）
            Main.reentrantLock.lock();
            Main.condition.signalAll();
            Main.reentrantLock.unlock();
        }
        catch (Exception e){
            System.out.println("线程执行失败");
        }
    }
}

运行结果

注意事项

1. 加锁操作lock()一般放在try语句的外面，且紧接着try语句；
2. 解锁操作unlock()一般放在finally语句中，避免报错后造成锁泄漏；
3. 调用signalAll()进行唤醒时，一定要持有对应的锁才能调用该方法，直接调用该方法会抛异常。