Java中的并发控制：条件变量和信号量的案例分析

原创小灰灰 2024-12-03 18:48 9阅读 0赞

在Java中，并发控制是非常重要的一部分，特别是当多个线程需要共享资源时。这里我们将通过两个经典并发控制工具——条件变量（Condition Variable）和信号量（Semaphore）进行案例分析。

1. 条件变量（Condition Variable）

条件变量用于线程间的通信。例如，一个生产者线程在完成生产任务后，可以使用条件变量通知消费者线程开始消费。

```java
import java.util.concurrent.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class ConditionVariableExample {
    private final Lock lock = new ReentrantLock();
    private final Condition notFull = lock.newCondition();
    private int count = 0;

public void producer() throws InterruptedException {
        lock.lock();

try {
            while (count < 10) { // 停止条件
                notFull.await(); // 等待通知
            }

System.out.println("Producer produced " + count + " items.");

count++; // 存储项增加

if (count >= 10) { // 可以消费
                notFull.signalAll(); // 通知所有等待的线程
            }
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

public void consumer() throws InterruptedException {
        lock.lock();

try {
            while (count < 10) { // 停止条件
                notFull.await(); // 等待通知
            }

System.out.println("Consumer consumed " + count + " items.");

count--; // 存储项减少

if (count <= 0) { // 可以生产
                notFull.signalAll(); // 通知所有等待的线程
            }
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ConditionVariableExample example = new ConditionVariableExample();

Thread producerThread = new Thread(example::producer);
        producerThread.setName("Producer");
        producerThread.start();

Thread consumerThread = new Thread(example::consumer);
        consumerThread.setName("Consumer");
        consumerThread.start();

// 等待生产者和消费者完成
        while (example.count != 0) {
            Thread.sleep(100); // 每秒检查一次
        }
    }
}
```

通过上述案例，我们看到了条件变量和信号量在Java并发控制中的具体应用。