王者并发课-铂金6：青出于蓝-Condition如何把等待与通知玩出新花样
欢迎来到《王者并发课》，本文是该系列文章中的第19篇。
在上一篇文章中，我们介绍了阻塞队列。如果你阅读过它的源码，那么你一定会注意到其中的condition变量以及它在读写队列时的使用。所以，本文就为你介绍Condition的来龙去脉和它的用法。
在前面的系列文章中，我们多次提到过synchronized关键字，相信你已经对它的用法了如于心。在多线程协作时，有两个另外的关键字经常和synchronized一同出现，它们相互配合，就是wait和notify，比如下面的这段代码：
public class CountingSemaphore {
private int signals = 0;
public synchronized void take() {
this.signals++;
this.notify(); // 发送通知
}
public synchronized void release() throws InterruptedException {
while (this.signals == 0)
this.wait(); // 释放锁，进入等待
This.signals--;
}
}
synchronized是Java的原生同步工具，wait和notify是它的原生搭档。然而，在铂金系列中，我们已经开始了Lock接口和它的一些实现，比如可重入锁ReentrantLock等。相比于synchronized，JUC所封装的这些锁工具在功能上要丰富得多，也更加容易使用。所以，相应地配套自然也要跟上，于是Condition就应运而生。
比如在上文的阻塞队列中，Condition就已经闪亮登场：
public class LinkedBlockingQueue < E > extends AbstractQueue < E >
implements BlockingQueue < E > , java.io.Serializable {
...省略源码若干
// 定义Condition
// 注意，这里定义两个Condition对象，用于唤醒不同的线程
private final Condition notEmpty = takeLock.newCondition();
private final Condition notFull = putLock.newCondition();
public E take() throws InterruptedException {
E x;
int c = -1;
final AtomicInteger count = this.count;
final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;
takeLock.lockInterruptibly();
try {
while (count.get() == 0) {
// 进入等待
notEmpty.await();
}
x = dequeue();
c = count.getAndDecrement();
if (c > 1)
notEmpty.signal();
} finally {
takeLock.unlock();
}
if (c == capacity)
signalNotFull();
return x;
}
private void signalNotEmpty() {
final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;
takeLock.lock();
try {
// 发送唤醒信号
notEmpty.signal();
} finally {
takeLock.unlock();
}
}
...省略源码若干
}
从功能定位上说，作为Lock的配套工具，Condition是wait、notify和notifyAll增强版本，wait和notify有的能力它都有，wait和notify没有的能力它也有。
JUC中的Condition是以接口的形式出现，并定义了一些核心方法：
await()：让当前线程进入等待，直到收到信号或者被中断；await(long time, TimeUnit unit)：让当前线程进入等待，直到收到信号或者被中断，或者到达指定的等待超时时间；awaitNanos(long nanosTimeout)：让当前线程进入等待，直到收到信号或者被中断，或者到达指定的等待超时时间，只是在时间单位上和上一个方法有所区别；awaitUninterruptibly(）：让当前线程进入等待，直到收到信号。注意，这个方法对中断是不敏感的；awaitUntil(Date deadline)：让当前线程进入等待，直到收到信号或者被中断，或者到达截止时间；signal()：随机唤醒一个线程；signalAll()：唤醒所有等待的线程。
从Condition的核心方法中可以看到，相较于原生的通知与等待，它的能力明显增强了很多，比如awaitUninterruptibly()和awaitUntil()。另外，Condition竟然是可以唤醒指定线程的，这就很有意思。
作为接口，我们并不需要手动实现Condition，JUC已经提供了相关的实现，你可以在ReentrantLock中直接使用它。相关的类、接口之间的关系如下所示：
小结
以上就是关于Condition的全部内容。Condition并不复杂，它是JUC中Lock的配套，在理解时要结合原生的wait和notify去理解。关于Condition与它们之间的详细区别，已经都在下面的表格里：
| 对比项 | Object's Monitor methods | Condition |
|---|---|---|
| 前置条件 | 获取对象的锁 | 调用Lock获取锁，调用lock.newCondition()获取Condition对象 |
| 调用方式 | 直接调用，如object.wait() | 直接调用，如condition.await() |
| 等待队列个数 | 一个 | 多个 |
| 当前线程释放锁并进入等待状态 | ✔︎ | ✔︎ |
| 当前线程释放锁并进入等待状态，在等待时不响应中断 | ✘ | ✔︎ |
| 当前线程释放锁并进入超时等待 | ✔︎ | ✔︎ |
| 当前线程释放锁并进入等待到未来某个时刻 | ✘ | ✔︎ |
| 唤醒等待队列中的某一个线程 | ✔︎ | ✔︎ |
| 唤醒等待队列中的全部线程 | ✔︎ | ✔︎ |
理解表格中的各项差异，不要死记硬背，而是要基于Condition接口中定义的方法，从关键处理解它们的不同。
正文到此结束，恭喜你又上了一颗星✨
夫子的试炼
- 编写代码使用Condition唤醒指定线程。
延伸阅读与参考资料
- 小结表格中的内容由网络图片提取，未能找到原始出处，知道的请评论告知，感谢！
- 《王者并发课》大纲与更新进度总览
关于作者
从业近十年，先后从事敏捷与DevOps咨询、Tech Leader和管理等工作，对分布式高并发架构有丰富的实战经验。热衷于技术分享和特定领域书籍翻译，掘金小册《高并发秒杀的设计精要与实现》作者。
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