在看Condition之前,我们先来看下面这个例子:
工厂类,用来存放、取出商品:
public class Depot { private int depotSize; //仓库大小 private Lock lock; //独占锁 public Depot(){ depotSize = 0; lock = new ReentrantLock(); } /** * 商品入库 * @param value */ public void put(int value){ try { lock.lock(); depotSize += value; System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " put " + value +" ----> the depotSize: " + depotSize); } finally{ lock.unlock(); } } /** * 商品出库 * @param value */ public void get(int value){ try { lock.lock(); depotSize -= value; System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " get " + value +" ----> the depotSize: " + depotSize); } finally{ lock.unlock(); } } }
生产者,生产商品,往仓库里面添加商品:
public class Producer { private Depot depot; public Producer(Depot depot){ this.depot = depot; } public void produce(final int value){ new Thread(){ public void run(){ depot.put(value); } }.start(); } }
消费者,消费商品,从仓库里面取出商品:
public class Customer { private Depot depot; public Customer(Depot depot){ this.depot = depot; } public void consume(final int value){ new Thread(){ public void run(){ depot.get(value); } }.start(); } }
测试类:
public class Test { public static void main(String[] args) { Depot depot = new Depot(); Producer producer = new Producer(depot); Customer customer = new Customer(depot); producer.produce(10); customer.consume(5); producer.produce(20); producer.produce(5); customer.consume(35); } }
运行结果:
Thread-0 put 10 ----> the depotSize: 10 Thread-1 get 5 ----> the depotSize: 5 Thread-2 put 20 ----> the depotSize: 25 Thread-3 put 5 ----> the depotSize: 30 Thread-4 get 35 ----> the depotSize: -5
程序的运行结果是没有错误的,先put10、然后get5、put20、put5、get35。程序运行结果非常正确,但是在现实生活中,这个实例存在两处错误:
第一:仓库的容量是有限的,我们不可能无限制的往仓库里面添加商品。
第二:仓库的容量是不可能为负数的,但是最后的结果为-5,与现实存在冲突。
针对于上面两处错误,怎么解决?这就轮到Condition大显神通了。
Condition
通过前面几篇博客我们知道Lock提供了比synchronized更加强大、灵活的锁机制,它从某种程度上来说替代了synchronized方式的使用。Condition从字面上面理解就是条件。对于线程而言它为线程提供了一个含义,以便在某种状态(条件Condition)可能为true的另一个线程通知它之前,一直挂起该线程。
对于Condition,JDK API中是这样解释的:
Condition 将 Object 监视器方法(wait、notify 和 notifyAll)分解成截然不同的对象,以便通过将这些对象与任意 Lock 实现组合使用,为每个对象提供多个等待 set(wait-set)。其中,Lock 替代了 synchronized 方法和语句的使用,Condition 替代了 Object 监视器方法的使用。
条件(也称为条件队列 或条件变量)为线程提供了一个含义,以便在某个状态条件现在可能为 true 的另一个线程通知它之前,一直挂起该线程(即让其“等待”)。因为访问此共享状态信息发生在不同的线程中,所以它必须受保护,因此要将某种形式的锁与该条件相关联。等待提供一个条件的主要属性是:以原子方式 释放相关的锁,并挂起当前线程,就像 Object.wait 做的那样。
Condition 实例实质上被绑定到一个锁上。要为特定 Lock 实例获得 Condition 实例,请使用其newCondition() 方法。下面我们通过Condition来解决上面的问题:这里只改仓库Depot的代码:
public class Depot { private int depotSize; //仓库大小 private Lock lock; //独占锁 private int capaity; //仓库容量 private Condition fullCondition; private Condition emptyCondition; public Depot(){ this.depotSize = 0; this.lock = new ReentrantLock(); this.capaity = 15; this.fullCondition = lock.newCondition(); this.emptyCondition = lock.newCondition(); } /** * 商品入库 * @param value */ public void put(int value){ lock.lock(); try { int left = value; while(left > 0){ //库存已满时,“生产者”等待“消费者”消费 while(depotSize >= capaity){ fullCondition.await(); } //获取实际入库数量:预计库存(仓库现有库存 + 生产数量) > 仓库容量 ? 仓库容量 - 仓库现有库存 : 生产数量 // depotSize left capaity capaity - depotSize left int inc = depotSize + left > capaity ? capaity - depotSize : left; depotSize += inc; left -= inc; System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "----要入库数量: " + value +";;实际入库数量:" + inc + ";;仓库货物数量:" + depotSize + ";;没有入库数量:" + left); //通知消费者可以消费了 emptyCondition.signal(); } } catch (InterruptedException e) { } finally{ lock.unlock(); } } /** * 商品出库 * @param value */ public void get(int value){ lock.lock(); try { int left = value; while(left > 0){ //仓库已空,“消费者”等待“生产者”生产货物 while(depotSize <= 0){ emptyCondition.await(); } //实际消费 仓库库存数量 < 要消费的数量 ? 仓库库存数量 : 要消费的数量 int dec = depotSize < left ? depotSize : left; depotSize -= dec; left -= dec; System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "----要消费的数量:" + value +";;实际消费的数量: " + dec + ";;仓库现存数量:" + depotSize + ";;有多少件商品没有消费:" + left); //通知生产者可以生产了 fullCondition.signal(); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally{ lock.unlock(); } } }
test:
public class Test { public static void main(String[] args) { Depot depot = new Depot(); Producer producer = new Producer(depot); Customer customer = new Customer(depot); producer.produce(10); customer.consume(5); producer.produce(15); customer.consume(10); customer.consume(15); producer.produce(10); } }
运行结果:
Thread-0----要入库数量: 10;;实际入库数量:10;;仓库货物数量:10;;没有入库数量:0 Thread-1----要消费的数量:5;;实际消费的数量: 5;;仓库现存数量:5;;有多少件商品没有消费:0 Thread-4----要消费的数量:15;;实际消费的数量: 5;;仓库现存数量:0;;有多少件商品没有消费:10 Thread-2----要入库数量: 15;;实际入库数量:15;;仓库货物数量:15;;没有入库数量:0 Thread-4----要消费的数量:15;;实际消费的数量: 10;;仓库现存数量:5;;有多少件商品没有消费:0 Thread-5----要入库数量: 10;;实际入库数量:10;;仓库货物数量:15;;没有入库数量:0 Thread-3----要消费的数量:10;;实际消费的数量: 10;;仓库现存数量:5;;有多少件商品没有消费:0
在Condition中,用await()替换wait(),用signal()替换 notify(),用signalAll()替换notifyAll(),对于我们以前使用传统的Object方法,Condition都能够给予实现。
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