Java多线程编程中使用Condition类操作锁的方法详解

Condition的作用是对锁进行更精确的控制。Condition中的await()方法相当于Object的wait()方法，Condition中的signal()方法相当于Object的notify()方法，Condition中的signalAll()相当于Object的notifyAll()方法。不同的是，Object中的wait(),notify(),notifyAll()方法是和"同步锁"(synchronized关键字)捆绑使用的；而Condition是需要与"互斥锁"/"共享锁"捆绑使用的。

Condition函数列表

// 造成当前线程在接到信号或被中断之前一直处于等待状态。
void await()
// 造成当前线程在接到信号、被中断或到达指定等待时间之前一直处于等待状态。
boolean await(long time, TimeUnit unit)
// 造成当前线程在接到信号、被中断或到达指定等待时间之前一直处于等待状态。
long awaitNanos(long nanosTimeout)
// 造成当前线程在接到信号之前一直处于等待状态。
void awaitUninterruptibly()
// 造成当前线程在接到信号、被中断或到达指定最后期限之前一直处于等待状态。
boolean awaitUntil(Date deadline)
// 唤醒一个等待线程。
void signal()
// 唤醒所有等待线程。
void signalAll()

Condition类用法示例
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。下面将之前写过的一个线程通信的例子替换成用Condition实现，代码如下：

public class ThreadTest2 {
 public static void main(String[] args) {
   final Business business = new Business();
   new Thread(new Runnable() {
     @Override
     public void run() {
       threadExecute(business, "sub");
     }
   }).start();
   threadExecute(business, "main");
 }  
 public static void threadExecute(Business business, String threadType) {
   for(int i = 0; i < 100; i++) {
     try {
       if("main".equals(threadType)) {
         business.main(i);
       } else {
         business.sub(i);
       }
     } catch (InterruptedException e) {
       e.printStackTrace();
     }
   }
 }
}
class Business {
 private boolean bool = true;
 private Lock lock = new ReentrantLock();
 private Condition condition = lock.newCondition();  
 public /*synchronized*/ void main(int loop) throws InterruptedException {
   lock.lock();
   try {
     while(bool) {        
       condition.await();//this.wait();
     }
     for(int i = 0; i < 100; i++) {
       System.out.println("main thread seq of " + i + ", loop of " + loop);
     }
     bool = true;
     condition.signal();//this.notify();
   } finally {
     lock.unlock();
   }
 }  
 public /*synchronized*/ void sub(int loop) throws InterruptedException {
   lock.lock();
   try {
     while(!bool) {
       condition.await();//this.wait();
     }
     for(int i = 0; i < 10; i++) {
       System.out.println("sub thread seq of " + i + ", loop of " + loop);
     }
     bool = false;
     condition.signal();//this.notify();
   } finally {
     lock.unlock();
   }
 }
}

在Condition中，用await()替换wait()，用signal()替换notify()，用signalAll()替换notifyAll()，传统线程的通信方式，Condition都可以实现，这里注意，Condition是被绑定到Lock上的，要创建一个Lock的Condition必须用newCondition()方法。
这样看来，Condition和传统的线程通信没什么区别，Condition的强大之处在于它可以为多个线程间建立不同的Condition，下面引入API中的一段代码，加以说明。

class BoundedBuffer {
 final Lock lock = new ReentrantLock();//锁对象
 final Condition notFull = lock.newCondition();//写线程条件  
 final Condition notEmpty = lock.newCondition();//读线程条件  

final Object[] items = new Object[100];//缓存队列
 int putptr/*写索引*/, takeptr/*读索引*/, count/*队列中存在的数据个数*/;

public void put(Object x) throws InterruptedException {
  lock.lock();
  try {
   while (count == items.length)//如果队列满了  
    notFull.await();//阻塞写线程
   items[putptr] = x;//赋值  
   if (++putptr == items.length) putptr = 0;//如果写索引写到队列的最后一个位置了，那么置为0
   ++count;//个数++
   notEmpty.signal();//唤醒读线程
  } finally {
   lock.unlock();
  }
 }

public Object take() throws InterruptedException {
  lock.lock();
  try {
   while (count == 0)//如果队列为空
    notEmpty.await();//阻塞读线程
   Object x = items[takeptr];//取值  
   if (++takeptr == items.length) takeptr = 0;//如果读索引读到队列的最后一个位置了，那么置为0
   --count;//个数--
   notFull.signal();//唤醒写线程
   return x;
  } finally {
   lock.unlock();
  }
 }  
}

这是一个处于多线程工作环境下的缓存区，缓存区提供了两个方法，put和take，put是存数据，take是取数据，内部有个缓存队列，具体变量和方法说明见代码，这个缓存区类实现的功能：有多个线程往里面存数据和从里面取数据，其缓存队列(先进先出后进后出)能缓存的最大数值是100，多个线程间是互斥的，当缓存队列中存储的值达到100时，将写线程阻塞，并唤醒读线程，当缓存队列中存储的值为0时，将读线程阻塞，并唤醒写线程，下面分析一下代码的执行过程：
1. 一个写线程执行，调用put方法；

2. 判断count是否为100，显然没有100；

3. 继续执行，存入值；

4. 判断当前写入的索引位置++后，是否和100相等，相等将写入索引值变为0，并将count+1；
5. 仅唤醒读线程阻塞队列中的一个；

6. 一个读线程执行，调用take方法；

7. ……

8. 仅唤醒写线程阻塞队列中的一个。

这就是多个Condition的强大之处，假设缓存队列中已经存满，那么阻塞的肯定是写线程，唤醒的肯定是读线程，相反，阻塞的肯定是读线程，唤醒的肯定是写线程，那么假设只有一个Condition会有什么效果呢，缓存队列中已经存满，这个Lock不知道唤醒的是读线程还是写线程了，如果唤醒的是读线程，皆大欢喜，如果唤醒的是写线程，那么线程刚被唤醒，又被阻塞了，这时又去唤醒，这样就浪费了很多时间。