Java并发编程系列之十七：Condition接口

通过前面的文章，我们知道任何一个Java对象，都拥有一组监视器方法，主要包括wait()、notify()、notifyAll()方法，这些方法与synchronized关键字配合使用可以实现等待/通知机制。而且前面我们已经使用这种方式实现了生产者-消费者模式。类似地，Condition接口也提供类似的Object的监视器的方法，主要包括await()、signal()、signalAll()方法，这些方法与Lock锁配合使用也可以实现等待/通知机制。

相比Object实现的监视器方法，Condition接口的监视器方法具有一些Object所没有的特性：

Condition接口可以支持多个等待队列，在前面已经提到一个Lock实例可以绑定多个Condition，所以自然可以支持多个等待队列了

Condition接口支持响应中断，前面已经提到过

Condition接口支持当前线程释放锁并进入等待状态到将来的某个时间，也就是支持定时功能

使用Condition接口配合Lock锁的使用实例如下：

Lock lock = new ReentrantLock();
Condition condition = lock.newCondition();

public void conditionWait() throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
//....
condition.await();
}finally {
lock.unlock();
}
}

public void conditionSignal(){
lock.lock();
try {
//...
condition.signal();
}finally {
lock.unlock();
}
}

一般而言，都会将Condition变量作为成员变量。当调用await方法后，当前线程会释放锁并进入Condition变量的等待队列，而其他线程调用signal方法后，通知正在Condition变量等待队列的线程从await方法返回，并且在返回前已经获得了锁。

现在我们已经知道了如何配合Condition和Lock锁实现等待/通知机制，那么我们使用这种方式实现生产者-消费者模式：

package com.rhwayfun.concurrency.r0405;

import java.text.DateFormat;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
* Created by rhwayfun on 16-4-5.
*/
public class ConditionProducerConsumerDemo {

//日期格式器
private static DateFormat format = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss");

static class Info{
//作者
private String author;
//标题
private String title;
//是否开始生产的标志
private boolean produce = true;
//Lock锁
private Lock lock = new ReentrantLock();
//Condition变量
private Condition condition = lock.newCondition();

public Info(){}

public Info(String author, String title) {
this.author = author;
this.title = title;
}

public String getAuthor() {
return author;
}

public void setAuthor(String author) {
this.author = author;
}

public String getTitle() {
return title;
}

public void setTitle(String title) {
this.title = title;
}

/**
* 生产者执行的生产方法
* @param author
* @param title
* @throws InterruptedException
*/
public void set(String author,String title) throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
//没有开始生产就等待
while (!produce){
condition.await();
}
//如果已经开始生产
this.setAuthor(author);
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
this.setTitle(title);
//表示已经停止了生产可以取数据了
produce = false;
//通知消费者
condition.signal();
}finally {
lock.unlock();
}
}

/**
* 消费者执行的消费方法
* @throws InterruptedException
*/
public void get() throws InterruptedException {
lock.lockInterruptibly();
try {
//如果已经开始生产就等待
while (produce){
condition.await();
}
//如果没有在生产就就可以取数据
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + this.getAuthor()
+ "=" + this.getTitle() + " at "
+ format.format(new Date()));
//表示我已经取了数据，生产者可以继续生产
produce = true;
//通知生产者
condition.signal();
}finally {
lock.unlock();
}
}
}

static class Producer implements Runnable{

private Info info;

public Producer(Info info) {
this.info = info;
}

public void run() {
boolean flag = true;
for (int i = 0; i < 5; i++){
if (flag){
try {
info.set("authorA","titleA");
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + info.getAuthor() + "="
+ info.getTitle() + " at " + format.format(new Date()));
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
flag = false;
}else {
try {
info.set("authorB","titleB");
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + info.getAuthor() + "="
+ info.getTitle() + " at " + format.format(new Date()));
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
flag = true;
}
}
}
}

static class Consumer implements Runnable{

private Info info;

public Consumer(Info info) {
this.info = info;
}

public void run() {
for (int i = 0; i < 5; i++){
try {
info.get();
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}

}
}
}

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Info info = new Info();

Thread producer = new Thread(new Producer(info),"Producer");
Thread consumer = new Thread(new Consumer(info),"Consumer");

producer.start();
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
consumer.start();
}
}

运行结果如下：



与使用Object的监视器方法达到了同样的效果，也许看不出Condition配合Lock锁的优势何在。但是在复杂多线程的编程中，这种方式可以体现出其优势。所以一般使用的时候仍然是Object的监视器方法居多。