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JavaCondition线程通信原理与使用

2025-10-08 11:42:32 0浏览收藏

**Java Condition线程通信详解：** 深入理解Java并发编程中的Condition接口，它是`java.util.concurrent.locks`包下的关键组件，常与Lock配合使用，为线程间的协作通信提供更灵活、精细的控制。本文将详细介绍Condition的基本作用、常用方法（如await, signal, signalAll）以及其在生产者-消费者模型中的应用。通过实例展示如何利用notFull和notEmpty两个Condition实现高效的线程同步，解决传统`synchronized + wait/notify`机制的局限性。Condition的优势在于支持多条件等待、精确唤醒、可中断等待和超时等待，使得开发者能够更好地应对复杂的并发场景，提升程序的并发性能和可维护性。掌握Condition的使用，是提升Java并发编程能力的关键一步。

Condition是Java中用于线程协作的接口，需与Lock配合使用，支持多条件等待和精确唤醒；示例中通过notFull和notEmpty两个Condition实现生产者-消费者模型，相比synchronized+wait/notify，具备可中断、超时等待及更灵活的锁控制优势。

Java中Condition实现线程通信方法

在Java中，Condition 是 java.util.concurrent.locks 包中的一个接口，用于实现线程间的协作通信。它通常配合 Lock 使用，替代传统的 synchronized 和 wait()/notify() 机制，提供更灵活、精细的线程等待与唤醒控制。

Condition的基本作用

Condition 的主要功能是让线程在某个条件不满足时进入等待状态，并在其他线程改变状态后被唤醒。每个 Condition 实例都与一个 Lock 关联，可以看作是“条件队列”。

相比 synchronized 中只能使用单一的 wait/notify，一个 Lock 可以创建多个 Condition，实现多路等待和通知，更加高效。

常用方法说明

Condition 接口中主要包含以下方法：

await()：当前线程进入等待状态，释放锁，直到被 signal 唤醒或中断。
signal()：唤醒一个等待在该 Condition 上的线程。
signalAll()：唤醒所有等待在该 Condition 上的线程。
awaitUninterruptibly()：不可中断的等待。
await(long time, TimeUnit unit)：带超时的等待。

使用示例：生产者-消费者模型

下面是一个使用 Condition 实现生产者和消费者线程通信的简单例子：

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

public class ProducerConsumer {
    private final Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
    private final int MAX_SIZE = 5;
    private final Lock lock = new ReentrantLock();
    private final Condition notFull = lock.newCondition();
    private final Condition notEmpty = lock.newCondition();

    public void produce(int item) throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (queue.size() == MAX_SIZE) {
                System.out.println("队列已满，生产者等待...");
                notFull.await(); // 等待不满
            }
            queue.offer(item);
            System.out.println("生产了: " + item);
            notEmpty.signal(); // 通知消费者可以消费
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public int consume() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (queue.isEmpty()) {
                System.out.println("队列为空，消费者等待...");
                notEmpty.await(); // 等待不空
            }
            int item = queue.poll();
            System.out.println("消费了: " + item);
            notFull.signal(); // 通知生产者可以生产
            return item;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

在这个例子中：