Java线程通信机制-优快云博客

任何一个java对象都天然继承于Object类，在线程间实现通信的往往会应用到Object的几个方法，比如wait(),wait(long

timeout),wait(long timeout,int nanos)与notify(),notifyAll()几个方法实现等待/通知机制，同样的，在java Lock体系

下依然会有同样的方法实现等待/通知机制。同样的，在Java Lock体系下依然会有同样的方法实现等待/通知机制。从整体上

来看Object的wait和notify/notifyAll是与对象监视器配合完成线程间的等待/通知机制，而Condition与Lock配合完成等待

通知机制，前者是Java底层级别的，后者是语言级别的，具有更高的可控制性和扩展性。两者除了在使用方式上不同外，在

功能特性上还是有很多的不同：
1.Condition能够支持不响应中断，而通过使用Object方式不支持
2.Condition能够支持多个等待队列（new 多个Condition对象），而Object方式只能支持一个;
3.Condition能够支持超时时间的设置，而Object不支持
参照Object的wait和notify/notifyAll方法，Condition也提供了同样的方法：
针对Object的wait方法
1.void await() throws InterruptedException:当前线程进入等待状态，如果其他线程调用condition的signal或者

signalAll方法并且当前线程获取Lock从await方法返回，如果在等待状态中被中断会抛出被中断异常;
2.long awaitNanos(long nanosTimeout):当前线程进入等待状态直到被通知，中断或者超时;
3.boolean await(long time,TimeUnit unit) throws InterruptedExceeption:同第二种，支持自定义时间单位
4.boolean awaitUntil(Date deadline) throws InterruptedException:当前线程进入等待状态直到被通知，中断或者到了

某个时间
针对Object的notify/notifyAll方法
1.void signal():唤醒一个等待在condition上的线程，将该线程从等待队列中转移到同步队列中，如果在同步队列中能够竞

争到Lock则可以从等待方法中返回。
2.void signalAll():与1的区别在于能够唤醒所有等待在Condition上的线程
2.Condition实现原理分析
2.1等待队列
要想能够深入的掌握condition还是应该知道它的实现原理，现在我们一起来看看
condition 的源码。创建一个condition对象是通过lock.newCondition(),而这个方法实际上是会new 出一个

ConditionObject对象，该类是AQS的一个内部类，有兴趣可以去看看。condition是要和lock配合使用的也就是condition和

Lock是绑定在一起的，而Lock的实现原理又依赖于AQS，自然而然ConditionObject作为AQS的一个内部类无可厚非。我们知道

在锁机制的实现上，AQS内部维护了一个同步队列，如果是独占式锁的话，所有获取锁失败的线程的尾插入到同步队列，同样

的，condition内部也是使用同样的方式，内部维护了一个等待队列，所有调用condition.await方法的线程会加入到等待队

列中，并且线程状态转换为等待状态。另外注意到ConditionObject中有两个成员变量：
这样我们就可以看出来ConditionObject通过持有等待队列的头尾指针来管理等待队列。主要注意的Node类复用了在AQS中的

Node类，其节点状态和相关属性可以去看AQS的实现原理的文章，如果您仔细看完这篇文章对Condition的理解易如反掌，对

lock体系的实现也会有一个质的提升。Node类有这样一个属性：
进一步说明，等待队列是一个单项队列，而在之前说AQS时知道同步队列是一个双向队列。接下来我们用一个demo，通过

debug进去看是不是符合我们的猜想：

import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class AwaitSignal {

private static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
private static Condition condition = lock.newCondition();
private static volatile boolean flag = false;
/**
 * @param args
 */
public static void main(String[] args) {
	// TODO Auto-generated method stub
	Thread waiter = new Thread(new waiter());
	waiter.start();
	Thread signaler = new Thread(new signaler());
	signaler.start();
}

static class waiter implements Runnable{

	public void run() {
		// TODO Auto-generated method stub
		lock.lock();
    try{
		while(!flag){
			
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"当前条件不满足等待");
			try {
				condition.await();
			} catch (InterruptedException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}
		}
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"接收到通知条件满足");
	}finally{
		lock.unlock();
	}
}

}

static class signaler implements Runnable{

	public void run() {
		// TODO Auto-generated method stub
		lock.lock();
		try{
	    flag = true;
	    condition.signalAll();
		}finally{
			lock.unlock();
		}
	}
	
}

}

输出结果：
Thread-0当前条件不满足等待
Thread-0接收到通知条件满足

开启了两个线程waiter和signaler,waiter线程开始执行的时候由于条件不满足，执行condition.await方法使该线程进入等

待状态同时释放锁，signaler线程获取到锁之后更改条件，并通知所有的等待线程后释放锁。这时，waiter线程获取到锁，

并由于signaler线程更改了条件此时相对于waiter来说条件满足，继续执行。

深入理解
AbstractQueuedSynchronizer(AQS)
1.AQS简介
在同步组件的实现中，AQS是核心部分，同步组件的实现者通过使用AQS提供的模板方法实现同步组件语义，AQS则实现了对同

步状态的管理，以及对阻塞线程进行排队，等待通知等等一些底层的实现处理。AQS则实现了对同步状态的管理，以及对阻塞

线程进行排队，等待通知等等一些底层的实现处理。AQS的核心也包括这些方面：同步队列，独占式锁的获取和释放，共享锁

的获取和释放以及可中断锁，超时等待锁获取这些特性的实现，而这些实际上则是AQS提供出来的模板方法，归纳整理如下：

独占式锁：
void acquire(int arg):独占式获取同步状态，如果获取失败则插入同步队列进行等待
void acquireInterruptibly(int arg)：与acquire方法相同，但在同步队列中进行等待的时候可以检测中断；
boolean

tryAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout)：在acquireInterruptibly基础上增加了超时等待功能，在超时时间内没有

获得同步状态返回false;
boolean release(int arg)：释放同步状态，该方法会唤醒在同步队列中的下一个节点