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Condition-线程通信更高效的方式

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(); 
     } 
   }  
 }       

这是一个处于多线程工作环境下的缓存区,缓存区提供了两个方法,put和take,put是存数据,take是取数据,内部有个缓存队列,具体变量和方法说明见代码,这个缓存区类实现的功能:有多个线程往里面存数据和从里面取数据,其缓存队列(先进先出后进后出)能缓存的最大数值是100,多个线程间是互斥的,当缓存队列中存储的值达到100时,将写线程阻塞,并唤醒读线程,当缓存队列中存储的值为0时,将读线程阻塞,并唤醒写线程,下面分析一下代码的执行过程:

        1. 一个写线程执行,调用put方法;

        2. 判断count是否为100,显然没有100;

        3. 继续执行,存入值;

        4. 判断当前写入的索引位置++后,是否和100相等,相等将写入索引值变为0,并将count+1;

        5. 仅唤醒读线程阻塞队列中的一个;

        6. 一个读线程执行,调用take方法;

        7. ……

        8. 仅唤醒写线程阻塞队列中的一个。

        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。