java 多线程 条件变量_java多线程（十六）—–条件变量

条件变量是Java5线程中很重要的一个概念，顾名思义，条件变量就是表示条件的一种变量。但是必须说明，这里的条件是没有实际含义的，仅仅是个标记而已，并且条件的含义往往通过代码来赋予其含义。

这里的条件和普通意义上的条件表达式有着天壤之别。

条件变量都实现了java.util.concurrent.locks.Condition接口，条件变量的实例化是通过一个Lock对象上调用newCondition()方法来获取的，这样，条件就和一个锁对象绑定起来了。因此，Java中的条件变量只能和锁配合使用，来控制并发程序访问竞争资源的安全。

条件变量的出现是为了更精细控制线程等待与唤醒，在Java5之前，线程的等待与唤醒依靠的是Object对象的wait()和notify()/notifyAll()方法，这样的处理不够精细。

而在Java5中，一个锁可以有多个条件，每个条件上可以有多个线程等待，通过调用await()方法，可以让线程在该条件下等待。当调用signalAll()方法，又可以唤醒该条件下的等待的线程。有关Condition接口的API可以具体参考JavaAPI文档。

条件变量比较抽象，原因是他不是自然语言中的条件概念，而是程序控制的一种手段。

下面以一个银行存取款的模拟程序为例来揭盖Java多线程条件变量的神秘面纱：

有一个账户，多个用户(线程)在同时操作这个账户，有的存款有的取款，存款随便存，取款有限制，不能透支，任何试图透支的操作都将等待里面有足够存款才执行操作。

public class Test {

public static void main(String[] args) {

//创建并发访问的账户

MyCount myCount = new MyCount("95599200901215522", 10000);

//创建一个线程池

ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);

Thread t1 = new SaveThread("张三", myCount, 2000);

Thread t2 = new SaveThread("李四", myCount, 3600);

Thread t3 = new DrawThread("王五", myCount, 2700);

Thread t4 = new SaveThread("老张", myCount, 600);

Thread t5 = new DrawThread("老牛", myCount, 1300);

Thread t6 = new DrawThread("胖子", myCount, 800);

//执行各个线程

pool.execute(t1);

pool.execute(t2);

pool.execute(t3);

pool.execute(t4);

pool.execute(t5);

pool.execute(t6);

//关闭线程池

pool.shutdown();

}

}

/**

* 存款线程类*/

class SaveThread extends Thread {

private String name; //操作人

private MyCount myCount; //账户

private int x; //存款金额

SaveThread(String name, MyCount myCount, int x) {

this.name = name;

this.myCount = myCount;

this.x = x;

}

public void run() {

myCount.saving(x, name);

}

}

/**

* 取款线程类*/

class DrawThread extends Thread {

private String name; //操作人

private MyCount myCount; //账户

private int x; //存款金额

DrawThread(String name, MyCount myCount, int x) {

this.name = name;

this.myCount = myCount;

this.x = x;

}

public void run() {

myCount.drawing(x, name);

}

}

/**

* 普通银行账户，不可透支*/

class MyCount {

private String oid; //账号

private int cash; //账户余额

private Lock lock = new ReentrantLock(); //账户锁

private Condition _save = lock.newCondition(); //存款条件

private Condition _draw = lock.newCondition(); //取款条件

MyCount(String oid, int cash) {

this.oid = oid;

this.cash = cash;

}

/**

* 存款

*

* @param x 操作金额

* @param name 操作人*/

public void saving(int x, String name) {

lock.lock(); //获取锁

if (x > 0) {

cash += x; //存款

System.out.println(name + "存款" + x + "，当前余额为" + cash);

}

_draw.signalAll(); //唤醒所有等待线程。

lock.unlock(); //释放锁

}

/**

* 取款

*

* @param x 操作金额

* @param name 操作人*/

public void drawing(int x, String name) {

lock.lock(); //获取锁

try {

if (cash - x < 0) {

_draw.await(); //阻塞取款操作

} else {

cash -= x; //取款

System.out.println(name + "取款" + x + "，当前余额为" + cash);

}

_save.signalAll(); //唤醒所有存款操作

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

} finally {

lock.unlock(); //释放锁

}

}

}

李四存款3600，当前余额为13600

张三存款2000，当前余额为15600

老张存款600，当前余额为16200

老牛取款1300，当前余额为14900

胖子取款800，当前余额为14100

王五取款2700，当前余额为11400

假如我们不用锁和条件变量，如何实现此功能呢？下面是实现代码：

public class Test {

public static void main(String[] args) {

//创建并发访问的账户

MyCount myCount = new MyCount("95599200901215522", 10000);

//创建一个线程池

ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);

Thread t1 = new SaveThread("张三", myCount, 2000);

Thread t2 = new SaveThread("李四", myCount, 3600);

Thread t3 = new DrawThread("王五", myCount, 2700);

Thread t4 = new SaveThread("老张", myCount, 600);

Thread t5 = new DrawThread("老牛", myCount, 1300);

Thread t6 = new DrawThread("胖子", myCount, 800);

//执行各个线程

pool.execute(t1);

pool.execute(t2);

pool.execute(t3);

pool.execute(t4);

pool.execute(t5);

pool.execute(t6);

//关闭线程池

pool.shutdown();

}

}

/**

* 存款线程类*/

class SaveThread extends Thread {

private String name; //操作人

private MyCount myCount; //账户

private int x; //存款金额

SaveThread(String name, MyCount myCount, int x) {

this.name = name;

this.myCount = myCount;

this.x = x;

}

public void run() {

myCount.saving(x, name);

}

}

/**

* 取款线程类*/

class DrawThread extends Thread {

private String name; //操作人

private MyCount myCount; //账户

private int x; //存款金额

DrawThread(String name, MyCount myCount, int x) {

this.name = name;

this.myCount = myCount;

this.x = x;

}

public void run() {

myCount.drawing(x, name);

}

}

/**

* 普通银行账户，不可透支*/

class MyCount {

private String oid; //账号

private int cash; //账户余额

MyCount(String oid, int cash) {

this.oid = oid;

this.cash = cash;

}

/**

* 存款

*

* @param x 操作金额

* @param name 操作人*/

public synchronized void saving(int x, String name) {

if (x > 0) {

cash += x; //存款

System.out.println(name + "存款" + x + "，当前余额为" + cash);

}

notifyAll(); //唤醒所有等待线程。

}

/**

* 取款

*

* @param x 操作金额

* @param name 操作人*/

public synchronized void drawing(int x, String name) {

if (cash - x < 0) {

try {

wait();

} catch (InterruptedException e1) {

e1.printStackTrace();

}

} else {

cash -= x; //取款

System.out.println(name + "取款" + x + "，当前余额为" + cash);

}

notifyAll(); //唤醒所有存款操作

}

}

输出结果为：

李四存款3600，当前余额为13600

王五取款2700，当前余额为10900

老张存款600，当前余额为11500

老牛取款1300，当前余额为10200

胖子取款800，当前余额为9400

张三存款2000，当前余额为11400

结合先前同步代码知识，举一反三，将此例改为同步代码块来实现，代码如下：

public class Test {

public static void main(String[] args) {

//创建并发访问的账户

MyCount myCount = new MyCount("95599200901215522", 10000);

//创建一个线程池

ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);

Thread t1 = new SaveThread("张三", myCount, 2000);

Thread t2 = new SaveThread("李四", myCount, 3600);

Thread t3 = new DrawThread("王五", myCount, 2700);

Thread t4 = new SaveThread("老张", myCount, 600);

Thread t5 = new DrawThread("老牛", myCount, 1300);

Thread t6 = new DrawThread("胖子", myCount, 800);

//执行各个线程

pool.execute(t1);

pool.execute(t2);

pool.execute(t3);

pool.execute(t4);

pool.execute(t5);

pool.execute(t6);

//关闭线程池

pool.shutdown();

}

}

/**

* 存款线程类*/

class SaveThread extends Thread {

private String name; //操作人

private MyCount myCount; //账户

private int x; //存款金额

SaveThread(String name, MyCount myCount, int x) {

this.name = name;

this.myCount = myCount;

this.x = x;

}

public void run() {

myCount.saving(x, name);

}

}

/**

* 取款线程类*/

class DrawThread extends Thread {

private String name; //操作人

private MyCount myCount; //账户

private int x; //存款金额

DrawThread(String name, MyCount myCount, int x) {

this.name = name;

this.myCount = myCount;

this.x = x;

}

public void run() {

myCount.drawing(x, name);

}

}

/**

* 普通银行账户，不可透支*/

class MyCount {

private String oid; //账号

private int cash; //账户余额

MyCount(String oid, int cash) {

this.oid = oid;

this.cash = cash;

}

/**

* 存款

*

* @param x 操作金额

* @param name 操作人*/

public void saving(int x, String name) {

if (x > 0) {

synchronized (this) {

cash += x; //存款

System.out.println(name + "存款" + x + "，当前余额为" + cash);

notifyAll(); //唤醒所有等待线程。

}

}

}

/**

* 取款

*

* @param x 操作金额

* @param name 操作人*/

public synchronized void drawing(int x, String name) {

synchronized (this) {

if (cash - x < 0) {

try {

wait();

} catch (InterruptedException e1) {

e1.printStackTrace();

}

} else {

cash -= x; //取款

System.out.println(name + "取款" + x + "，当前余额为" + cash);

}

}

notifyAll(); //唤醒所有存款操作

}

}

李四存款3600，当前余额为13600

王五取款2700，当前余额为10900

老张存款600，当前余额为11500

老牛取款1300，当前余额为10200

胖子取款800，当前余额为9400

张三存款2000，当前余额为11400

对比以上三种方式，从控制角度上讲，第一种最灵活，第二种代码最简单，第三种容易犯错。

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