ReentrantLock+Condition实现线程精准唤醒

本文介绍了一种使用Java的ReentrantLock和Condition实现的线程同步方案,通过三个线程顺序打印A、B、C字符,展示了如何利用锁和条件变量确保线程间的正确同步和执行顺序。

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让三个线程顺序打印A,B,C

具体代码

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

public class Main{
    public static void main(String[] args)  {
        Test test = new Test();
        new Thread(()->{
           while(true){
                test.printA();
            }
        },"A").start();
        new Thread(()->{
            while(true){
                test.printB();
            }
        },"B").start();
        new Thread(()->{
            while(true){
                test.printC();
            }
        },"C").start();
    }
}
class Test {
    private int flag = 1;
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition c1 = lock.newCondition();
    private Condition c2 = lock.newCondition();
    private Condition c3 = lock.newCondition();

    public void printA(){
        lock.lock();
        try{
            while(flag!=1){
                c1.await();
            }
            System.out.println("A");
            flag = 2;
            c2.signal();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public void printB(){
        lock.lock();
        try{
            while(flag!=2){
                c2.await();
            }
            System.out.println("B");
            flag = 3;
            c3.signal();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public void printC(){
        lock.lock();
        try{
            while(flag!=3){
                c3.await();
            }
            System.out.println("C");
            flag = 1;
            c1.signal();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

}
<think>好的,我现在要回答关于Java中Condition对象的signal()方法如何唤醒等待线程的问题。首先,我需要回忆一下相关的知识,并查看用户提供的引用资料,确保回答准确。 首先,用户提到了Java多线程中的等待唤醒机制,特别是Condition类的使用。根据引用[1],传统的wait()和notify()是与synchronized配合使用的,而Condition是与Lock配合的,这一点在引用[4]中也提到,Condition提供了更高的控制和扩展性。 接下来,用户的问题集中在signal()方法是否能够唤醒等待的线程。根据引用[2],当调用condition.await()时,线程会释放锁并进入等待队列,直到被signal或signalAll唤醒。引用[3]进一步说明,signal()唤醒一个等待在该Condition上的线程,而signalAll()唤醒所有。这与notify()类似,但Condition可以有多个,因此可以更精确地控制哪些线程唤醒,比如生产者消费者模型中不同的条件。 引用[5]中的例子显示,使用不同的Condition实例可以分别唤醒特定的线程,比如signal1()唤醒await1的线程,而signal2()唤醒await2的。这说明Condition的signal方法确实能唤醒对应的等待线程,但需要正确的Condition实例和调用。 需要确认的是,signal()方法必须在持有锁的情况下调用,否则会抛出异常。这一点可能在引用中没有明确提到,但根据Java文档,这是必要的,需要补充。 总结起来,回答的结构应该是:Condition与Lock配合,signal()唤醒一个等待线程,需要持有锁,对比传统机制的优势,应用场景比如生产者消费者。然后根据用户提供的引用资料,引用相关部分支持每个点。 可能还需要注意用户提到的“生成的回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识”,所以需要在回答中适当位置加入引用标记,比如[^3]或[^4]等。 现在需要组织这些信息,确保符合用户的结构要求:分步骤、清晰,使用中文,正确使用LaTeX格式,最后生成相关问题。</think>### Java Condition的signal()方法唤醒线程机制 Java中`Condition`对象的`signal()`方法**可以唤醒在该Condition上等待的线程**,但具体实现需要结合`Lock`锁机制。以下是详细分析: --- #### 1. **Condition与Lock的绑定** `Condition`必须与`Lock`配合使用,通过`Lock.newCondition()`创建。 示例代码: ```java Lock lock = new ReentrantLock(); Condition condition = lock.newCondition(); ``` 每个`Condition`实例对应一个**独立的等待队列**,用于管理调用`await()`的线程。 --- #### 2. **signal()的核心机制** - **唤醒单个线程**:`signal()`会从该Condition的等待队列中选择一个线程(通常是等待时间最长的),将其移动到锁的同步队列中,使其重新竞争锁[^3]。 - **需持有锁调用**:调用`signal()`前必须获取关联的`Lock`锁,否则会抛出`IllegalMonitorStateException`。 - **精确唤醒**:通过多个`Condition`实例,可以实现对等待线程的分类管理。例如,生产者线程唤醒消费者线程,而无需唤醒其他生产者线程[^5]。 --- #### 3. **执行流程示例** ```java lock.lock(); try { // 业务逻辑 condition.signal(); // 唤醒一个等待线程 } finally { lock.unlock(); } ``` - 被唤醒线程需重新竞争锁,成功获取锁后从`await()`处继续执行[^2]。 --- #### 4. **与传统wait/notify的对比** | 特性 | `Condition` | `wait()/notify()` | |---------------------|---------------------------|---------------------------| | 绑定对象 | 显式`Lock` | 隐式锁(synchronized) | | 多条件支持 | 支持多个Condition实例 | 仅一个等待队列 | | 灵活性 | 更高(如超时、公平性控制)| 较低 | [^3] --- #### 5. **典型应用场景** - **生产者-消费者模型**:为“队列非空”和“队列未满”分别创建`Condition`,实现精准唤醒。 - **线程池任务调度**:根据任务状态唤醒特定工作线程。 --- ###
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