Java之 Condition 以及使用 Condition、PriorityQueue 实现 生产-消费者模型

一、Condition的介绍

Condition是在java 1.5中才出现的，它用来替代传统的Object的wait()、notify()实现线程间的协作，相比使用Object的wait()、notify()，使用Condition的await()、signal()这种方式实现线程间协作更加安全和高效。因此通常来说比较推荐使用Condition，阻塞队列实际上是使用了Condition来模拟线程间协作。

• Condition是个接口，基本的方法就是await()和signal()方法；
• Condition依赖于Lock接口，生成一个Condition的基本代码是lock.newCondition() 
•  调用Condition的await()和signal()方法，都必须在lock保护之内，就是说必须在lock.lock()和lock.unlock之间才可以使用

Conditon中的await()对应Object的wait()；

Condition中的signal()对应Object的notify()；

Condition中的signalAll()对应Object的notifyAll()。

 

二、实现生产消费者模型

public class About_Condition {
    public static void main(String[] args) {
        Condition_exam condition_exam = new Condition_exam();
        for(int i = 0; i < 3; i++) {
            new Thread(() -> {
                condition_exam.product();
            }).start();
        }

        for(int i = 0; i < 5; i++) {
            new Thread(() -> {
                condition_exam.comsume();
            }).start();
        }

        for(int i = 0; i < 2; i++ ) {
            new Thread(() -> {
                condition_exam.product();
            }).start();
        }
    }
}

class Condition_exam {
    private PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<>();

    private int capacity = 5;

    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition notEmpty = lock.newCondition();
    private Condition notFull = lock.newCondition();

    public void comsume() {
        lock.lock();
        try {
            while (queue.size() == 0) {
                notEmpty.await();
            }
            Thread.sleep(600);
            queue.remove();
            notFull.signal(); // 唤醒那些因为队列满而睡眠的线程

            System.out.println("Comsumer comsumed 1." + "  now the size is : " + queue.size());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void product() {
        lock.lock();
        try {
            while (queue.size() == capacity) {
                notFull.await();
            }
            Thread.sleep(600);
            queue.add(1);
            notEmpty.signal(); // 唤醒那些因为队列为空睡眠的线程

            System.out.println("Productor producted 1. " + " now the size is : " + queue.size());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

结果输出：

Productor producted 1.  now the size is : 1
Productor producted 1.  now the size is : 2
Productor producted 1.  now the size is : 3
Comsumer comsumed 1.  now the size is : 2
Comsumer comsumed 1.  now the size is : 1
Comsumer comsumed 1.  now the size is : 0
Productor producted 1.  now the size is : 1
Productor producted 1.  now the size is : 2
Comsumer comsumed 1.  now the size is : 1
Comsumer comsumed 1.  now the size is : 0

代码对比阻塞队列 BlockingQueue 源码：

ArrayBlockingQueue 中的 take() 方法。

// 对应消费者
public E take() throws InterruptedException {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lockInterruptibly();
        try {
            while (count == 0)
                notEmpty.await();
            return dequeue();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

ArrayBlockingQueue 中的 put() 方法。

// 对应生产者
public void put(E e) throws InterruptedException {
        checkNotNull(e);
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lockInterruptibly();
        try {
            while (count == items.length)
                notFull.await();
            enqueue(e);
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

更多关于Condition。

参考博客：java condition使用及分析