java多线程-Condition
Condition
将 Object
监视器方法(wait
、notify
和 notifyAll
)分解成截然不同的对象,以便通过将这些对象与任意 Lock
实现组合使用,为每个对象提供多个等待 set(wait-set)。其中,Lock
替代了 synchronized
方法和语句的使用,Condition
替代了 Object 监视器方法的使用。
先看一个关于Condition使用的简单实例:
public class ConditionTest {
public static void main(String[] args) {
final Lock lock = new ReentrantLock();
final Condition condition = lock.newCondition(); Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
lock.lock();
System.out.println("我需要等一个信号"+this);
condition.await();
System.out.println("我拿到一个信号"+this);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
} finally{
lock.unlock();
} }
}, "thread1");
thread1.start();
Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
lock.lock();
System.out.println("我拿到了锁");
Thread.sleep(500);
System.out.println("我发出一个信号");
condition.signal();
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
} finally{
lock.unlock();
} }
}, "thread2");
thread2.start();
}
}
运行结果:
我需要等一个信号com.luchao.traditionalthread.ConditionTest$1@10bc3c9
我拿到了锁
我发出一个信号
我拿到一个信号com.luchao.traditionalthread.ConditionTest$1@10bc3c9
可以看到,Condition的执行方式,是当在线程1中调用await方法后,线程1将释放锁,并且将自己沉睡,等待唤醒,线程2获取到锁后,开始做事,完毕后,调用Condition的signal方法,唤醒线程1,线程1恢复执行。
以上说明Condition是一个多线程间协调通信的工具类,使得某个,或者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方法被带调用)时 ,这些等待线程才会被唤醒,从而重新争夺锁。
Condition与传统线程通信有些类似,它的使用更广,可以将多个线程进行通信,以完成更加复杂的通信。
用Condition替换传统线程通信,在前面的传统有一个子线程和主线程交替运行50次的实例,使用Condition也可以完成。
代码如下:
public class ConditionCommuniction {
public static void main(String[] args) {
final Business business = new Business();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 50; i++) {
business.sub(i);
}
}
}).start();
for (int i = 0; i < 50; i++) {
business.main(i);
}
} static class Business{
private Lock lock = new ReentrantLock();
private boolean isMain = true;
private Condition condition = lock.newCondition();
public void main(int i){
lock.lock();
try {
while(!isMain){
condition.await();
}
for (int j = 0; j < 100; j++) {
System.out.println("main is looping :" + j +" in " + i);
}
isMain = false;
condition.signal();
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
} finally{
lock.unlock();
}
}
public void sub(int i){
lock.lock();
try {
while(isMain){
condition.await();
}
for (int j = 0; j < 10; j++) {
System.out.println("sub is looping :" + j +" in " + i);
}
isMain = true;
condition.signal();
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
} finally{
lock.unlock();
}
}
}
}
在Condition中,用await()替换wait(),用signal()替换notify(),用signalAll()替换notifyAll(),传统线程的通信方式,Condition都可以实现,这里注意,Condition是被绑定到Lock上的,要创建一个Lock的Condition必须用newCondition()方法。
这样看来,Condition和传统的线程通信没什么区别,Condition的强大之处在于它可以为多个线程间建立不同的Condition,下面引入API中的一段代码,加以说明。
class BoundedBuffer {
final Lock lock = new ReentrantLock();//锁对象
final Condition notFull = lock.newCondition();//写线程条件
final Condition notEmpty = lock.newCondition();//读线程条件 final Object[] items = new Object[100];//缓存队列
int putptr/*写索引*/, takeptr/*读索引*/, count/*队列中存在的数据个数*/; public void put(Object x) throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (count == items.length)//如果队列满了
notFull.await();//阻塞写线程
items[putptr] = x;//赋值
if (++putptr == items.length) putptr = 0;//如果写索引写到队列的最后一个位置了,那么置为0
++count;//个数++
notEmpty.signal();//唤醒读线程
} finally {
lock.unlock();
}
} public Object take() throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (count == 0)//如果队列为空
notEmpty.await();//阻塞读线程
Object x = items[takeptr];//取值
if (++takeptr == items.length) takeptr = 0;//如果读索引读到队列的最后一个位置了,那么置为0
--count;//个数--
notFull.signal();//唤醒写线程
return x;
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
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。
将上面主线程和子线程交替运行的程序进行扩展,三个线程交替运行,代码如下:
public class ThreeConditionCommunication {
public static void main(String[] args) {
final Business business = new Business();
new Thread(new Runnable() { @Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 50; i++) {
business.sub1(i);
}
}
}).start();
new Thread(new Runnable() { @Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 50; i++) {
business.sub2(i);
}
}
}).start();
for (int i = 0; i < 50; i++) {
business.main(i);
}
}
static class Business{
Lock lock = new ReentrantLock();
Condition main = lock.newCondition();
Condition sub1 = lock.newCondition();
Condition sub2 = lock.newCondition();
int runNum = 1; public void main(int i){
lock.lock();
try {
while(runNum!=1){
main.await();//主线程等待
}
for (int j = 0; j < 100; j++) {
System.out.println("main is looping of "+j+" in "+i);
}
runNum = 2;
sub1.signal();//唤醒子线程1
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
} finally{
lock.unlock();
}
}
public void sub1(int i){
lock.lock();
try {
while(runNum!=2){
sub1.await();//子线程1等待
}
for (int j = 0; j < 10; j++) {
System.out.println("sub1 is looping of "+j+" in "+i);
}
runNum = 3;
sub2.signal();//唤醒子线程2
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
} finally{
lock.unlock();
}
}
public void sub2(int i){
lock.lock();
try {
while(runNum!=3){
sub2.await();//子线程2等待
}
for (int j = 0; j < 20; j++) {
System.out.println("sub2 is looping of "+j+" in "+i);
}
runNum = 1;
main.signal();//唤醒主线程
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
} finally{
lock.unlock();
}
}
}
}
由此可见,Condition在多线程通信的强大作用,可以大大提高程序效率。
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