12.JDK并发包-同步控制之Condition条件

本文介绍了Java并发编程中Condition接口及其与ReentrantLock的配合使用方式,对比了Condition与wait()、notify()方法的不同之处,并通过示例代码展示了如何使用Condition让线程在特定条件下等待或被唤醒。

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       Condition的作用和wait(),notify()方法的作用是大致相同的。但是wait()和notify()方法是个synchronized关键字结合使用的,而Condition是和重入锁结合使用的。重入锁实现了Lock接口。

      通过Lock接口的Condition newCondition()方法就可以生成一个与当前重入锁绑定的Condition实例。利用Condition对象,可以让线程在合适的时间等待,或者在某一特定的时刻得到通知,继续执行。

void await() throws InterruptedException;
void awaitUninterruptibly();
long awaitNanos(long nanosTimeout) throws InterruptedException;
boolean await(long time,TimeUnit unit) throws InterruptedException;
boolean awaitUnil(Date deadline) throws InterruptedException;
void signal();
void signalAll();
public class ReenterLockCondition implements Runnable {
	public static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
	public static Condition condition = lock.newCondition();
	
	@Override
	public void run() {
		try {
			lock.lock();
			condition.await(); //要求线程在condition对象上等待,并释放持有的锁
			System.out.println("Thread is going on");
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}finally {
			lock.unlock();
		}
		
	}

	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		ReenterLockCondition r1 = new ReenterLockCondition();
		Thread t1 = new Thread(r1);
		t1.start();
		Thread.sleep(2000);
		//通知线程t1继续执行
		lock.lock();
		condition.signal(); //从condition对象的等待队列中唤醒一个线程
		lock.unlock(); //如果不释放这个锁,尽管有个线程已经被唤醒了,但无法获得锁进而无法执行
	}	
}

Java并发包(java.util.concurrent)常用类及使用场景 1、locks包中的锁(如ReentrantLock等),提供更灵活的锁机制,替代 synchronized。 ● ReentrantLock 可重入锁,支持公平锁和非公平锁,可中断、可限时等待。 ● ReentrantReadWriteLock 读写分离锁,允许多个读线程同时访问,写线程独占资源。 ● StampedLock (Java 8+)支持乐观读锁,适用于读多写少场景,性能优于 ReentrantReadWriteLock。 ● Condition 替代 Object.wait()/notify(),实现更精细的线程等待/唤醒机制。 2、atomic包下的原子类:如AtomicInteger、AtomicLong、LongAdder等,原子类提供无锁线程安全操作,基于CAS(Compare and Swap)实现,适用于计数器、状态标志等场景。 3、提供了线程安全的集合类,支持高并发读写。 ● ConcurrentHashMap:使用节点锁的思想,即采用“CAS+synchronized”的机制来保证线程安全。 ● CopyOnWriteArrayList/CopyOnWriteArraySet:核心机制是写时复制(Copy-On-Write,简称 COW机制),读操作无锁,写操作复制新数组,适合读多写少的场景。 ● BlockingQueue(接口):实现类有ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue、SynchronousQueue。都是阻塞式队列,支持生产者-消费者模型。 ● ArrayBlockingQueue:基于数组的有界队列。 ● LinkedBlockingQueue:基于链表的无界队列(默认最大为 Integer.MAX_VALUE)。 ● PriorityBlockingQueue:支持优先级的无界队列。 ● SynchronousQueue:无缓冲队列,直接传递任务给消费者。 4、Executor线程池框架,管理线程的生命周期和任务调度。 ExecutorService(接口),实现有ThreadPoolExecutor、ScheduledThreadPoolExecutor,用于执行异步任务,支持定时/延迟任务。 Future/FutureTask,用于获取异步任务执行结果。 5、Executors线程池工具类,内部通过调用ThreadPoolExecutor构造函数来实现,通过该类提供的静态方法可以快速创建一些常用线程池。 ThreadPoolExecutor类是线程池类,可以通过ThreadPoolExecutor类手动创建线程池。 6、Fork/Join框架:是jdk7中新增的并行执行任务的框架,通过 递归任务拆分 和 工作窃取算法,充分利用多核处理器的计算能力。 ForkJoinPool是执行Fork/Join任务的线程池;ForkJoinTask是要执行的任务的基类,常用的有RecursiveAction(无返回值的任务)和RecursiveTask(有返回值的任务)。 7、CompletableFuture实现对多线程进行编排,CompletableFuture提供了非常强大的Future的扩展功能,可以帮助我们简化异步编程的复杂性,提供了函数式编程的能力。 8、AQS(AbstractQueuedSynchronizer抽象排队同步器)是用于构建锁和同步器的核心框架。几乎所有 Java 并发工具类(如 ReentrantLock、Semaphore、CountDownLatch 、CyclicBarrier 等)的底层实现都依赖于 AQS。它通过一个双向队列(CLH 变体)和状态变量,实现了线程的排队、阻塞与唤醒机制。 9、同步工具类(如Semaphore信号量、CountDownLatch(倒计时门闩)、CyclicBarrier循环屏障、Phaser(阶段器)、Exchanger(交换器)),协调多线程的执行顺序或状态。 ● Semaphore(信号量),用于控制资源访问并发数,可以用在限流等场景。 ● CountDownLatch(倒计时门闩)让主线程等待一组子线程完成任务(一次性)。用于并行任务完成后汇总结果(如多线程加载数据后启动系统)。 ● CyclicBarrier(循环屏障),用于一组线程相互等待,到达屏障后统一执行后续操作(可重复使用),例如分阶段数据处理后合并。 ● Phaser(阶段器):与CyclicBarrier类似,也是一种多线程同步工具,但是支持更灵活的栅栏操作,可以动态地注册和注销参与者,并可以控制各个参与者的到达和离开(复杂版CyclicBarrier)。 ● Exchanger(交换器):两个线程在特定点交换数据,例如生产者-消费者模式中的缓冲区交换。 生成思维导图
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