java lock await方法会释放掉当前锁标准的生产者消费者问题

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原创最新推荐文章于 2026-09-07 11:50:18 发布 4.6k 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

Java并行编程-lock中使用多条件condition（生产者消费者模式实例） Java 并发包下的提供Lock，Lock相对于Synchronized可以更好的解决线程同步问题，更加的灵活和高效，并且ReadWriteLock锁还能实现读、写的分离。但线程间仅仅互斥是不够的，还需要通信，本篇的内容是基于上篇之上，使用Lock如何处理线程通信。阻塞队列(BlockingQueue)就是使用condition的和lock实现的。可以查看：Java并发编程-阻塞队列(Blockin 阅读详情

In all cases, before this method can return the current thread must

re-acquire the lock associated with this condition. When the
thread returns it is guaranteed to hold this lock.

会释放，其他线程执行Condition.signal()，之前的线程会重新获得锁，继续执行，

AbstractQueuedSynchronizer.java 第2040行，释放锁

//往篮子里面放馒头
public void push(ManTou m){
lock.lock();
try {
while(max == manTous.size()){
System.out.println("篮子是满的，待会儿再生产...");
full.await();
}
manTous.add(m);
empty.signal();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
lock.unlock();
}
}

//往篮子里面取馒头
public ManTou pop(){
ManTou m = null;
lock.lock();
try {
while(manTous.size() == 0){
System.out.println("篮子是空的，待会儿再吃...");
empty.await();
}
m = manTous.removeFirst();
full.signal();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
lock.unlock();
return m;
}
}

对于上面例子push full.await()执行后，

manTous.add(m);
empty.signal();

不在执行，直接执行finally方法释放掉锁，

不会影响其他线程执行remove之类的函数

对于其他线程增加push方法也会进入await状态

当pop函数执行后，集合可以再次push可以执行 ,full.signal(); 唤醒 await状态线程的push操作。

以下转载:

生产消费实例参考

java 并发包下的提供Lock，Lock相对于Synchronized可以更好的解决线程同步问题，更加的灵活和高效，并且ReadWriteLock锁还能实现读、写的分离。但线程间仅仅互斥是不够的，还需要通信，本篇的内容是基于上篇之上，使用Lock如何处理线程通信。阻塞队列(BlockingQueue)就是使用condition的和lock实现的。可以查看：Java并发编程-阻塞队列(BlockingQueue)的实现原理

Condition
那么引入本篇的主角，Condition，Condition 将 Object的通信方法（wait、notify 和 notifyAll）分解成截然不同的对象，以便通过将这些对象与任意 Lock 实现组合使用，为每个对象提供多个等待 set （wait-set）。其中，Lock 替代了 synchronized 方法和语句的使用，Condition 替代了 Object 通信方法的使用。

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。

Condition的强大之处在于它可以为多个线程间建立不同的Condition，使用synchronized/wait()只有一个阻塞队列，notifyAll会唤起所有阻塞队列下的线程，而使用lock/condition，可以实现多个阻塞队列，signalAll只会唤起某个阻塞队列下的阻塞线程。

下面用两种方式编写生产者/消费者模式代码加以说明。

- 使用synchronized/wait()实现生产者消费者模式如下：

    //模拟生产和消费的对象
    class Buffer {
        private int maxSize;
        private List<Date> storage;
        Buffer(int size){
            maxSize=size;
            storage=new LinkedList<>();
        }
        //生产方法
        public synchronized void put()  {
            try {
                while (storage.size() ==maxSize ){//如果队列满了
                    System.out.print(Thread.currentThread().getName()+": wait \n");;
                    wait();//阻塞线程
                }
                storage.add(new Date());
                System.out.print(Thread.currentThread().getName()+": put:"+storage.size()+ "\n");
                Thread.sleep(1000);
                notifyAll();//唤起线程
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }       
        }
        //消费方法
        public synchronized void take() {
            try { 
                while (storage.size() ==0 ){//如果队列满了
                    System.out.print(Thread.currentThread().getName()+": wait \n");;
                    wait();//阻塞线程
                }
                Date d=((LinkedList<Date>)storage).poll();
                System.out.print(Thread.currentThread().getName()+": take:"+storage.size()+ "\n");
                Thread.sleep(1000);
                notifyAll();//唤起线程
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }       
        } 
}
//生产者
class Producer implements Runnable{
    private Buffer buffer;
    Producer(Buffer b){
        buffer=b;
    }
    @Override
    public void run() {
        while(true){
            buffer.put();
        }
    }   
}
//消费者
class Consumer implements Runnable{
    private Buffer buffer;
    Consumer(Buffer b){
        buffer=b;
    }
    @Override
    public void run() {
        while(true){
            buffer.take();
        }
    }   
}
//
public class Main{
    public static void main(String[] arg){
        Buffer buffer=new Buffer(10);
        Producer producer=new Producer(buffer);
        Consumer consumer=new Consumer(buffer);
        //创建线程执行生产和消费
        for(int i=0;i<3;i++){
            new Thread(producer,"producer-"+i).start();
        }
        for(int i=0;i<3;i++){
            new Thread(consumer,"consumer-"+i).start();
        }
    }
}

- 使用lock/condition实现生产者消费者模式如下：

import java.util.Date;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;


class Buffer {
    private  final Lock lock;
    private  final Condition notFull;
    private  final Condition notEmpty;
    private int maxSize;
    private List<Date> storage;
    Buffer(int size){
        //使用锁lock，并且创建两个condition，相当于两个阻塞队列
        lock=new ReentrantLock();
        notFull=lock.newCondition();
        notEmpty=lock.newCondition();
        maxSize=size;
        storage=new LinkedList<>();
    }
    public void put()  {
        lock.lock();
        try {   
            while (storage.size() ==maxSize ){//如果队列满了
                System.out.print(Thread.currentThread().getName()+": wait \n");;
                notFull.await();//阻塞生产线程
            }
            storage.add(new Date());
            System.out.print(Thread.currentThread().getName()+": put:"+storage.size()+ "\n");
            Thread.sleep(1000);         
            notEmpty.signalAll();//唤醒消费线程
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }finally{   
            lock.unlock();
        }
    }

    public  void take() {       
        lock.lock();
        try {  
            while (storage.size() ==0 ){//如果队列满了
                System.out.print(Thread.currentThread().getName()+": wait \n");;
                notEmpty.await();//阻塞消费线程
            }
            Date d=((LinkedList<Date>)storage).poll();
            System.out.print(Thread.currentThread().getName()+": take:"+storage.size()+ "\n");
            Thread.sleep(1000);         
            notFull.signalAll();//唤醒生产线程

        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }finally{
            lock.unlock();
        }
    } 
}

class Producer implements Runnable{
    private Buffer buffer;
    Producer(Buffer b){
        buffer=b;
    }
    @Override
    public void run() {
        while(true){
            buffer.put();
        }
    }   
}
class Consumer implements Runnable{
    private Buffer buffer;
    Consumer(Buffer b){
        buffer=b;
    }
    @Override
    public void run() {
        while(true){
            buffer.take();
        }
    }   
}
public class Main{
    public static void main(String[] arg){
        Buffer buffer=new Buffer(10);
        Producer producer=new Producer(buffer);
        Consumer consumer=new Consumer(buffer);
        for(int i=0;i<3;i++){
            new Thread(producer,"producer-"+i).start();
        }
        for(int i=0;i<3;i++){
            new Thread(consumer,"consumer-"+i).start();
        }
    }
}

- 当生产者执行put方法时，调用notEmpty.signalAll()只会唤醒notEmpty.await()下的消费者线程。
- 当消费者执行塔克方法时，调用notFull.signalAll()只会唤醒notFull.await()下的消费者线程。

另一篇:

Lock的await/singal 和 Object的wait/notify 的区别

在使用Lock之前，我们都使用Object 的wait和notify实现同步的。举例来说，一个producer和consumer，consumer发现没有东西了，等待，produer生成东西了，唤醒。

线程consumer	线程producer
synchronize(obj){ obj.wait();//没东西了，等待 }	synchronize(obj){ obj.notify();//有东西了，唤醒 }

有了lock后，世道变了，现在是：

lock.lock();
condition.await();
lock.unlock();

lock.lock();
condition.signal();
lock.unlock();

为了突出区别，省略了若干细节。区别有三点：

1. lock不再用synchronize把同步代码包装起来；
2. 阻塞需要另外一个对象condition；
3. 同步和唤醒的对象是condition而不是lock，对应的方法是await和signal，而不是wait和notify。

为什么需要使用condition呢？简单一句话，lock更灵活。以前的方式只能有一个等待队列，在实际应用时可能需要多个，比如读和写。为了这个灵活性，lock将同步互斥控制和等待队列分离开来，互斥保证在某个时刻只有一个线程访问临界区（lock自己完成），等待队列负责保存被阻塞的线程（condition完成）。

通过查看ReentrantLock的源代码发现，condition其实是等待队列的一个管理者，condition确保阻塞的对象按顺序被唤醒。

在Lock的实现中，LockSupport被用来实现线程状态的改变，后续将更进一步研究LockSupport的实现机制。

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