条件对象与线程同步-优快云博客

有时候，线程获得锁进入临界区，却发现在满足某一条件后它才能执行。所以我们要用一个条件对象来管理那些已经获得了一个锁，但是却不能做有用工作的线程。

在之前的模拟银行转账的例子中，假如有一个转账线程进入了临界区，却发现转出账户的余额不足以转出足够的金额，这时候它应该等待其他线程向该账户转入足够的金额。

但是，该线程又获得了锁对象banklock，其他线程无法再进行转账操作。这就是需要条件对象的原因。

Condition对象

java.util.concurrent.locks包中还有一个Condition接口，它将Object监视器方法（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监视器方法的使用。

Condition实例实质上被绑定到一个锁上。要为特定Lock实例获得Condition 实例，请使用其newCondition()方法。一个条件对象可以有一个或多个相关的条件对象。

在模拟银行转账的例子中，我们可以通过语句：private Condition sufficientFunds = banklock.newCondition();来获得banklock的一个条件对象。

await方法

一个线程进入临界区，如果条件不满足，则应调用await()方法阻塞该线程，并放弃锁。当前线程在接到信号或被中断之前一直处于阻塞状态。

等待获得锁的线程和调用await方法的线程存在本质上的不同。一旦一个线程调用await方法。它进入该条件的等待集。当锁可用时，该线程不能马上解除阻塞。相反，它处于阻塞状态，直到另一个线程调用同一条件上的signalAll方法时为止。

注意：当一个线程调用await时，它无法重新激活自身，只能通过其他线程来激活。如果没有其他线程来重新激活阻塞的线程，它就永远不会再运行了。这就导致了死锁现象。

signalAll方法

当另外一个线程执行转账操作时，它应该调用signalAll方法重新激活因为这一条件而等待的所有线程。

当这些线程从等待集中移出时，它们再次成为可运行的，调度器将再次调度它们。同时，它们将试图重新进入该对象。一旦锁成为可用的，它们当中地某个将从await调用返回，获得该锁，并从被阻塞的地方继续执行。

注意：调用signalAll方法不会立即激活一个阻塞的线程。它仅仅是解除线程的阻塞，以便这些线程可以在当前线程退出同步方法之后，通过竞争实现对对象的访问。

此时，线程应该再次测试该条件。signalAll方法仅仅是通知正在阻塞的线程：此时有可能已经满足条件，值得再次去检测该条件。signalAll方法无法确保该条件被满足。

注意：我们应该在对象的状态有利于等待线程的方向改变时调用signalAll方法。

signal方法

Signal方法是随机解除等待集中某个线程的阻塞状态，但这种方式存在造成死锁的危险。

如果随机选择的线程发现自己任然不能运行，那么它再次被阻塞，如果没有其他线程再次调用signal方法，那么就造成了死锁。

使用方式

class X {
   private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
private final Condition condition = lock.newCondition();
   // ...

   public void m() { 
     lock.lock();  // block until condition holds
     try {
while(!(ok to proceed)) 
Condition.await();
       // ... method body
Condition.signalAll();
     } finally {
       lock.unlock()
     }
   }
 }

条件对象的使用流程示意图为：
在这里插入图片描述
我们可以将之前模拟银行转账的例子中的Bank类的transfer方法做如下修改来使用条件对象：

public boolean transfer(Account fromAccount,Account toAccount,double money) throws InterruptedException {
		banklock.lock();
		try {
			while (fromAccount.getMoney() < money) {
				sufficientFunds.await();
			}
			fromAccount.setMoney(fromAccount.getMoney() - money);
			toAccount.setMoney(toAccount.getMoney() + money);
			System.out.println(fromAccount.getName() + "向" + toAccount.getName() + "转账" + money + "元");
			sufficientFunds.signalAll();
			return true;
		}
		finally {
			banklock.unlock();
		}
	}