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Java中Condition实现线程通信方法

P粉602998670
发布: 2025-09-23 10:14:01
原创
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Condition是Java中用于线程协作的接口,需与Lock配合使用,支持多条件等待和精确唤醒;示例中通过notFull和notEmpty两个Condition实现生产者-消费者模型,相比synchronized+wait/notify,具备可中断、超时等待及更灵活的锁控制优势。

java中condition实现线程通信方法

在Java中,Conditionjava.util.concurrent.locks 包中的一个接口,用于实现线程间的协作通信。它通常配合 Lock 使用,替代传统的 synchronizedwait()/notify() 机制,提供更灵活、精细的线程等待与唤醒控制。

Condition的基本作用

Condition 的主要功能是让线程在某个条件不满足时进入等待状态,并在其他线程改变状态后被唤醒。每个 Condition 实例都与一个 Lock 关联,可以看作是“条件队列”。

相比 synchronized 中只能使用单一的 wait/notify,一个 Lock 可以创建多个 Condition,实现多路等待和通知,更加高效。

常用方法说明

Condition 接口中主要包含以下方法:
  • await():当前线程进入等待状态,释放锁,直到被 signal 唤醒或中断。
  • signal():唤醒一个等待在该 Condition 上的线程。
  • signalAll():唤醒所有等待在该 Condition 上的线程。
  • awaitUninterruptibly():不可中断的等待。
  • await(long time, TimeUnit unit):带超时的等待。

使用示例:生产者-消费者模型

下面是一个使用 Condition 实现生产者和消费者线程通信的简单例子:

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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 ProducerConsumer {
    private final Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
    private final int MAX_SIZE = 5;
    private final Lock lock = new ReentrantLock();
    private final Condition notFull = lock.newCondition();
    private final Condition notEmpty = lock.newCondition();

    public void produce(int item) throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (queue.size() == MAX_SIZE) {
                System.out.println("队列已满,生产者等待...");
                notFull.await(); // 等待不满
            }
            queue.offer(item);
            System.out.println("生产了: " + item);
            notEmpty.signal(); // 通知消费者可以消费
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public int consume() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (queue.isEmpty()) {
                System.out.println("队列为空,消费者等待...");
                notEmpty.await(); // 等待不空
            }
            int item = queue.poll();
            System.out.println("消费了: " + item);
            notFull.signal(); // 通知生产者可以生产
            return item;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}
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在这个例子中:

  • 使用了两个 Condition:notFull 控制生产者,notEmpty 控制消费者。
  • 当队列满时,生产者调用 notFull.await() 等待;当队列非空时,消费者才能消费。
  • 每次操作完成后,通过 signal() 唤醒对应的等待线程。

Condition的优势

相比传统的 synchronized + wait/notify,Condition 具有以下优点:

  • 一个 Lock 可绑定多个 Condition,实现精确唤醒(比如区分读和写等待)。
  • 支持可中断等待(await 可响应中断)。
  • 支持超时等待,避免无限等待。
  • 锁的获取和释放更灵活,适合复杂并发场景。

基本上就这些。Condition 提供了比传统方式更强大的线程通信能力,尤其适用于需要精细化控制线程协作的场景。正确使用它能提升程序的并发性能和可维护性。

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