在Java中，`Condition` 接口是 `java.util.concurrent.locks` 包下的一部分，它提供了一种更为灵活和强大的线程间通信机制，相较于传统的 `Object` 监视器方法（如 `wait()`、`notify()` 和 `notifyAll()`）。`Condition` 接口与锁（通常是 `ReentrantLock`）一起使用，允许多个条件变量（Condition）与同一个锁关联，从而允许多个线程在不同的条件上等待和唤醒，提高了并发编程的灵活性和效率。 ### 引入 Condition 在Java中，`Condition` 接口主要用于替代传统的 `Object` 监视器方法，以提供更精细化的控制。使用 `Condition` 时，你需要先获取一个锁（如 `ReentrantLock`），然后通过这个锁来创建 `Condition` 对象。每个 `Condition` 实例管理着那些处于等待状态的线程，因为它们依赖于某个特定的条件。 ### 基本用法 #### 1. 创建锁和条件变量 首先，你需要创建一个锁（例如 `ReentrantLock`），然后通过这个锁来创建 `Condition` 对象。 ```java Lock lock = new ReentrantLock(); Condition condition = lock.newCondition(); ``` #### 2. 等待（Waiting） 当线程需要等待某个条件时，它会先获取锁，然后调用 `Condition` 对象的 `await()` 方法。调用 `await()` 方法后，线程会释放锁并进入等待状态，直到其他线程调用同一个 `Condition` 对象的 `signal()` 或 `signalAll()` 方法将其唤醒。 ```java lock.lock(); try { // 等待条件满足 while (!conditionMet) { condition.await(); // 释放锁并进入等待状态 } // 条件满足后执行的操作 } finally { lock.unlock(); // 无论是否发生异常，最后都要释放锁 } ``` 注意，使用 `while` 循环而不是 `if` 语句来检查条件，这是因为在等待期间条件可能由其他线程多次改变，需要确保只有在条件真正满足时才继续执行。 #### 3. 通知（Signaling） 当条件变量的条件变为满足时，某个线程会调用 `Condition` 对象的 `signal()` 或 `signalAll()` 方法来唤醒一个或所有等待的线程。 - `signal()` 方法唤醒等待该条件变量的一个线程（如果有的话）。 - `signalAll()` 方法唤醒等待该条件变量的所有线程。 ```java lock.lock(); try { // 改变条件变量状态 conditionMet = true; // 唤醒一个或多个等待的线程 condition.signalAll(); // 示例中使用signalAll，实际使用时根据需求选择signal或signalAll } finally { lock.unlock(); } ``` ### 示例：生产者-消费者问题 为了更好地理解 `Condition` 的使用，我们可以通过一个经典的生产者-消费者问题来演示。在这个问题中，生产者线程生产产品放入缓冲区，消费者线程从缓冲区中取出产品。我们使用 `ReentrantLock` 和 `Condition` 来控制生产和消费之间的同步。 ```java import java.util.LinkedList; import java.util.Queue; import java.util.concurrent.locks.Condition; import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class ProducerConsumerExample { private final Queue queue = new LinkedList<>(); private final int capacity = 10; private final Lock lock = new ReentrantLock(); private final Condition notEmpty = lock.newCondition(); private final Condition notFull = lock.newCondition(); public void produce(int value) throws InterruptedException { lock.lock(); try { while (queue.size() == capacity) { notFull.await(); // 等待缓冲区不满 } queue.add(value); System.out.println("Produced: " + value); notEmpty.signal(); // 唤醒一个等待的消费者 } finally { lock.unlock(); } } public void consume() throws InterruptedException { lock.lock(); try { while (queue.isEmpty()) { notEmpty.await(); // 等待缓冲区不为空 } int value = queue.poll(); System.out.println("Consumed: " + value); notFull.signal(); // 唤醒一个等待的生产者 } finally { lock.unlock(); } } // 示例主函数，启动生产者和消费者线程 public static void main(String[] args) { ProducerConsumerExample example = new ProducerConsumerExample(); // 生产者线程 Thread producer = new Thread(() -> { try { for (int i = 0; i < 20; i++) { example.produce(i); Thread.sleep(100); // 模拟生产耗时 } } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); } }); // 消费者线程 Thread consumer = new Thread(() -> { try { while (true) { example.consume(); Thread.sleep(150); // 模拟消费耗时 } } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); } }); producer.start(); consumer.start(); } } ``` 在这个例子中，我们创建了两个条件变量 `notEmpty` 和 `notFull`，分别用于表示缓冲区不为空和缓冲区不满。生产者线程在尝试向队列中添加元素时会检查队列是否已满，如果已满则等待 `notFull` 条件变量；消费者线程在尝试从队列中移除元素时会检查队列是否为空，如果为空则等待 `notEmpty` 条件变量。 ### 总结 `Condition` 接口提供了一种比传统 `Object` 监视器方法更灵活和强大的线程间通信机制。通过与 `ReentrantLock` 一起使用，`Condition` 允许更精细地控制哪些线程应该被唤醒，以及基于哪些条件进行等待。这种机制在处理复杂的并发问题时非常有用，如生产者-消费者问题、读写锁等。 希望这个详细的解释和示例能帮助你更好地理解如何在Java中使用 `Condition` 来实现等待和通知机制。如果你在学习或实践中遇到更多问题，不妨访问码小课网站，那里有更多深入的技术文章和实战教程等待你的探索。