前面章节我们学习了wait/notify的相关知识，也知道他们的组合拳可以让线程避免自旋，从而降低性能损耗，减少对CPU的浪费。今天要介绍的是它的威力加强版，也就是Condition的使用，整体知识点不是很多，相信小伙伴们可以轻松掌握。
一、Condition简介
在Java1.5之前，开发者主要使用await/notify来实现线程之间的协作，而在1.5版本中，Condition正式诞生，它的出现其实就是为了替代前者。上述两者的使用场景相同，都是用在一些典型的模型中，如等待-通知模型、生产-消费模型。
- 使用场景
当线程1执行过程中，需要【等待某个条件】才能继续执行，此时线程1会主动调用await()方法进入阻塞状态；然后线程2去完成这个条件，当条件完成后，线程2调用signal()方法，这时JVM会就会从阻塞线程中查找等待condition的线程1，线程1收到信号后，它的线程状态就会变成可执行状态。
- 优势
wait/notify是Java底层级方法，通过与对象监视器完成线程合作，而Condition是JUC中的工具类，它是通过与Lock协作完成流程控制，具有很高的扩张性，同时增加很多特性，如支持不响应中断、支持多种等待条件。
二、Condition核心方法
Condition是一个接口，我们先看下其内部有哪些方法：
- await： 当前线程进入等待，直到收到信号(
signal)或者被中断； - await(long time, TimeUnit unit)： 当前线程进入等待，直到收到信号或者被中断、到达指定等待时间（
time）； - awaitNanos(long nanosTimeout)： 和上述方法一样，主要区别为时间单位不同，且当前方法返回值表示剩余超时时间。
- awaitUninterruptibly()： 当前线程进入等待，直到收到信号，该方法不响应中断；
- awaitUntil(Date deadline)： 当前线程进入等待状态直到被通知、中断或者到某个时间。如果没有到指定时间就被通知，方法返回true，否则，表示到了指定时间，返回false
- signal()： 唤醒一个等待在Condition上的线程，该线程从等待方法返回前必须获得与Condition相关联的锁。
- signalAll()： 唤醒所有等待在Condition上的线程，能够从等待方法返回的线程必须获得与Condition相关联的锁。
三、Condition代码演示
- 基本用法
首先我们看一下Condition的基本用法，线程调用await方法开始阻塞，调用signal方法唤醒等待中的线程。
public class ConditionDemo {
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
private Condition condition = lock.newCondition();
void method_1() throws InterruptedException {
lock.lock();
try{
System.out.println("条件不满足，开始阻塞");
condition.await();
System.out.println("条件满足，继续执行");
}finally {
lock.unlock();
}
}
void method_2() {
lock.lock();
try{
System.out.println("执行完所需条件，开始唤醒等待的线程");
condition.signal();
}finally {
lock.unlock();
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ConditionDemo conditionDemo = new ConditionDemo();
//线程2负责唤醒阻塞的线程
new Thread(() -> {
try {
Thread.sleep(1000);
conditionDemo.method_2();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
//线程1执行方法1
conditionDemo.method_1();
}
}
打印结果如下：
可以看到，线程1执行到await()方法后会进行阻塞，直到线程2调用signal()方法，线程1才恢复执行。
有一点需要注意，等待线程和唤醒线程不能为同一个线程，例如将上面案例修改为下面这段，那程序会进入无休止的等待中。原因也非常简单，因为当线程调用完method_1时就已经陷入阻塞，不会再继续执行method_2了。
//修改代码如下，程序将陷入阻塞
conditionDemo.method_1();
conditionDemo.method_2();
- Condition实现生产者消费者模式
前面我们用wait/notify实现过生产者消费者模式，今天我们看一下使用Condition是如何实现的，下面代码。
public class ConditionDemo2 {
private int queueMaxSize = 5;
private PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<Integer>(queueMaxSize);
private Lock lock = new ReentrantLock();
private Condition consConditon = lock.newCondition();
private Condition prodConditon = lock.newCondition();
public static void main(String[] args) {
ConditionDemo2 conditionDemo2 = new ConditionDemo2();
Producer producer = conditionDemo2.new Producer();
Consumer consumer = conditionDemo2.new Consumer();
producer.start();
consumer.start();
}
//消费者线程
class Consumer extends Thread {
@Override
public void run() {
consume();
}
private void consume() {
while (true) {
lock.lock();
try {
while (queue.size() == 0) {
System.out.println("队列空，等待数据");
try {
prodConditon.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
queue.poll();
consConditon.signalAll();
System.out.println("从队列里取走了一个数据，队列剩余" + queue.size() + "个元素");
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
}
//生产者线程
class Producer extends Thread {
@Override
public void run() {
produce();
}
private void produce() {
while (true) {
lock.lock();
try {
while (queue.size() == queueMaxSize) {
System.out.println("队列已满，等待消费者消费");
try {
consConditon.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
queue.offer(1);
prodConditon.signalAll();
System.out.println("插入元素，队列当前数量" + queue.size());
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
}
}
结果如下：
分析一下上述代码的执行流程：
- 生产者线程获取锁，当队列数量小于队列最大数量时，开始插入数据；
- 插入完数据，生产者调用
signalAll唤醒阻塞中的消费者线程； - 消费者线程尝试获取锁，如果成功获取，会消费队列中的数据，如果没有获取到，那生产者线程会继续插入数据到队列中，直至队列数量达到最大时，生产者会调用
await进入阻塞； - 消费者消费完毕后，消费者会调用
signalAll方法唤醒阻塞中的生产者线程，当生产者没有获取到锁，那消费者会持续消费，直到队列为空时，消费者会调用await进入阻塞。
四、Condition注意事项
Condition用于替代wait/notify来实现流程控制，在用法和性质上，两者基本一致。await方法子自动释放持有的Lock锁，这点和Object.wait()一样，无需主动释放。- 调用
await的时候，必须持有锁，否则会抛出异常，也是和Object.wait()一样。
总结
Condition的用法比较简单，结合之前介绍的wait/notify，相信小伙伴们也是很轻松就能掌握。最近在整理一些其他专栏，所以更新也比较慢，下一章预计更新最后一种流程控制类CyclicBarrier。
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