AQS等待/唤醒机制：解开ConditionObject的奥秘
2022-11-27 15:28:08
ConditionObject：AQS 中用于等待和唤醒的强大工具
AQS 等待/唤醒机制概述
在并发编程的世界中，协调线程的访问和执行至关重要。AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是一种基于队列的锁，它为我们提供了多种同步原语，包括独占锁、共享锁和条件变量。AQS 的核心在于它维护着一个队列，用于存储等待获取锁的线程。当一个线程尝试获取锁时，如果锁已被另一个线程持有，它就会被放入队列中等待。当锁释放时，AQS 会唤醒队列中的第一个线程，使其获得锁。
ConditionObject 的原理
ConditionObject 是 AQS 中的一个关键组件，它允许线程在满足特定条件时进行等待和唤醒。例如，一个线程可能需要等待另一个线程完成某个任务后才能继续执行。在这种情况下，它可以使用 ConditionObject 来挂起自己，直到另一个线程通过调用 ConditionObject 的 signal 或 signalAll 方法来唤醒它。
ConditionObject 是一个抽象类，它定义了等待和唤醒操作的接口。ConditionObject 的实现类 ConditionImpl 继承了 AQS，并提供了对等待和唤醒操作的具体实现。
等待操作是通过调用 await 方法来实现的。当一个线程调用 await 方法时，它会被挂起，并放入 ConditionObject 的等待队列中。当另一个线程调用 ConditionObject 的 signal 或 signalAll 方法时，ConditionObject 会唤醒等待队列中的所有线程。
signal和signalAll` 方法
signal 方法只会唤醒等待队列中的一个线程，而 signalAll 方法会唤醒所有等待队列中的线程。这两种方法的区别在于它们唤醒线程的数量。在某些情况下，你可能只想唤醒一个线程，而另一些情况下，你可能需要唤醒所有线程。例如，如果你有一个线程池，并且有一个线程完成了它的任务，你可能只想唤醒一个线程来处理下一个任务。但是，如果你有一个栅栏，并且所有线程都必须等待，直到所有线程都到达栅栏，那么你将需要唤醒所有线程。
ConditionObject 的应用场景
ConditionObject 在并发编程中有着广泛的应用场景。以下是一些常见的应用场景：
- 条件变量： 条件变量允许线程在满足特定条件时进行等待和唤醒。例如，一个线程可能需要等待另一个线程完成某个任务后才能继续执行。在这种情况下，它可以使用 ConditionObject 来挂起自己，直到另一个线程通过调用 ConditionObject 的
signal或signalAll方法来唤醒它。 - 屏障： 屏障允许一组线程等待，直到所有线程都到达屏障后才继续执行。这通常用于确保所有线程在继续执行之前都完成了某些初始化工作。
- 信号量： 信号量允许线程获取有限数量的资源。当一个线程获取了一个资源后，它必须释放该资源才能使其他线程获取该资源。信号量通常用于控制对共享资源的访问。
代码示例
以下是使用 ConditionObject 创建和使用条件变量的一个代码示例：
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class ConditionExample {
private Lock lock = new ReentrantLock();
private Condition condition = lock.newCondition();
public void producer() throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (// 条件不满足) {
condition.await();
}
// 生产数据
} finally {
lock.unlock();
}
}
public void consumer() throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
// 消费数据
// 条件满足时
condition.signal();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
在这个例子中，producer 线程等待条件满足，然后生产数据。consumer 线程消费数据，当条件满足时，它唤醒 producer 线程。
总结
ConditionObject 是 AQS 中一个强大的工具，它允许线程在满足特定条件时进行等待和唤醒。它在并发编程中有着广泛的应用，包括条件变量、屏障和信号量。通过理解 ConditionObject 的原理和应用，你可以更好地利用 AQS 来协调线程的访问和执行。
常见问题解答
- 什么是 AQS？
AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是一种基于队列的锁，它提供了多种同步原语，包括独占锁、共享锁和条件变量。 - 什么是 ConditionObject？
ConditionObject 是 AQS 中的一个组件，它允许线程在满足特定条件时进行等待和唤醒。 signal和signalAll方法有什么区别？
signal方法只会唤醒等待队列中的一个线程，而signalAll方法会唤醒所有等待队列中的线程。- ConditionObject 有哪些应用场景？
ConditionObject 可以用于实现条件变量、屏障和信号量。 - 如何使用 ConditionObject 创建条件变量？
可以通过调用lock.newCondition()方法来创建条件变量。
