Java多线程——Condition机制

叁歲伎倆 2023-06-07 03:22 12阅读 0赞

## Java多线程——Condition机制 ##

>   **什么是Condition？**

###   1、Condition的概念 ###

####     Condition:Condition接口提供了类似Object的监视器方法，与Lock配合可以实现等待/通知模式。 ####

####     当前线程若要调用Condition的相关方法，需要提前`获取`到Condition对象`关联的锁`，Condition对象是由Lock对象的newCondition()创建出来的。（Condition是依赖于Lock对象的） ####

####     等待方法 ####

>    **1、void await() throws InterruptedException;——同Object.wait()，直到被中断或唤醒（死等），如果在等待状态中被其他线程中断会抛出被中断异常；  
>    2、void awaitUninterruptibly();——不响应中断，直到被唤醒（中断也不会返回）<独有>  
>    3、boolean await(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;——同Object.wait(long timeout)，多了自定义时间单位，中断、超时、被唤醒都会被返回（不会死等）  
>    4、boolean awaitUntil(Date deadline) throws InterruptedException;——支持设置截止时间<独有>**

#####     Object.wait(long timeout)：这是在设置`等待多久后`停止等待，而Condition.awaitUtil(Date deadline)：设置的是一个`截止日期`，截止到这个日期时间就停止等待 #####

####     唤醒方法 ####

>       **1、signal()：唤醒一个等待在condition上的线程，将该线程由等待队列转移到同步队列上  
>       2、signalAll()：将所有等待在condition上的线程全部转移到同步队列中**

####    Condition的使用实例： ####

public class ConditionTest {
    	    Lock lock = new ReentrantLock();
    	    Condition condition = lock.newCondition();
    	    
    	    public void conditionWait() throws InterruptedException {
    	        lock.lock();
    	        try {
    	            condition.await();
    	        }finally {
    	            lock.unlock();
    	        }
    	    }
    	    
    	    public void conditionSignal(){
    	        lock.lock();
    	        try {
    	            condition.signal();
    	        }finally {
    	            lock.unlock();
    	        }
    	    }
    	}

####    调用await()后当前线程会`释放锁`并在此等待。调用signal()方法，通知当前线程后，当前线程才从await()方法返回，返回前已经获取了锁。 ####

>   **Condition实现的等待/通知机制与Object的等待/通知机制有什么区别？**

###   2、Condition等待/通知与Object等待/通知的区别 ###

####     ①不同底层实现 ####

#####     Object类提供的wait与noify方法是与对象监视器monitor配合完成线程的等待/通知机制，属于JVM底层实现；而Condition与Lock配合完成的等待/通知机制属于java语言级别，具有更高的控制与扩展性。 #####

####     ②Condition独有特性 ####

#####     a) 支持不响应中断（`等待队列`），而Object不支持。 #####

#####     b)支持多个`等待队列`（new 多个Condition对象），而Object只支持一个。但无论是Condition还是Object都只有一个`同步队列`。 #####

#####     c) 支持超时时间设置，而Object不支持 #####

>   **到底什么才是等待队列？**

###   3、Condition的等待队列 ###

####     等待队列概念 ####

>    **等待队列是一个`单向`的带有头尾节点的队列，所有调用condition.await()方法的线程会`依次`加入到该condition所对应的等待队列中，并且线程状态转换为等待状态。**

####    `Lock锁可以拥有一个同步队列和多个等待队列，Object对象监视器只能拥有一个同步队列和一个等待队列。` ####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzQ5MDQ0MA_size_16_color_FFFFFF_t_70]

####    通过Condition操作实现一个有界队列。 ####

>   **Condition机制到底是怎么运行的？程序调用await()、signal()到底会做什么？**

###   4、Condition机制的`流程` ###

####    ①`await()`的流程（`同步队列->等待队列`） ####

####     当前线程调用Condition.await()实际上做了两件事情。 ####

####     a）`释放当前线程的同步状态（锁）`，`唤醒在同步队列中头结点的后继节点引用的线程`。（由于当前线程是同步队列的头结点，只有头结点才有资格获取同步资源(锁)）——通过AQS的release()方法 ####

####     b）将当前线程从同步队列中移出，以当前线程构造结点(addConditionWaiter)，并将结点尾插入等待队列。 ####

####      PS：尾插时尾结点的更新并不需要CAS操作，因为能调用await()的线程必是获取了锁的线程） ####

####     c）await()的结束：直到该线程再次获得了lock锁(其他线程调用signal进入同步队列+进入同步队列后那一顿操作)后，await()方法才会真正的结束，或者在等待时被中断会做中断处理。 ####

####    ②`signal()`的流程（`等待队列->同步队列`） ####

####     若当前线程以获得线程，调用signal()就可以：将`等待队列`的头结点，插入`同步队列的`尾部，即`唤醒等待时间最长的线程` ####

####     通过同步队列的流程，最终使得该线程获取到锁，才能使await()真正结束。 ####

####    ③signalAll的流程 ####

####     signal()只是将等待队列的头结点插入到同步队列尾部，而signalAll()是将`整个`等待队列`依次`加入到同步队列尾部。 ####

>   **Condition机制的引入的原因是什么？**

###   5、Condition机制的应用 ###

####    代替Object的wait-notify机制(该机制中的方法属于操作系统中的方法，不易于控制) ####

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