Java Condition條件變數提高執行緒通訊效率
條件(也稱為條件佇列 或條件變數)為執行緒提供了一個含義,以便在某個狀態條件現在可能為 true 的另一個執行緒通知它之前,一直掛起該執行緒(即讓其“等待”)。因為訪問此共享狀態資訊發生在不同的執行緒中,所以它必須受保護,因此要將某種形式的鎖與該條件相關聯。等待提供一個條件的主要屬性是:以原子方式 釋放相關的鎖,並掛起當前執行緒,就像 Object.wait 做的那樣
在Condition中,用await()替換wait(),用signal()替換notify(),用signalAll()替換notifyAll(),傳統執行緒的通訊方式,Condition都可以實現。
條件變數類似JDK1.4或以前版本中的 Object.wait(); Object.notify(); Object.notifyAll();
值得注意的是當condition.await()時,隱式的將條件變數關聯的Lock解鎖,而使其他執行緒有機會獲得Lock,而檢查條件,並在條件滿足時,等待在條件變數上。
示例程式碼,ArrayBlockingQueue原始碼摘取:
/** Main lock guarding all access */ private final ReentrantLock lock; /** Condition for waiting takes */ private final Condition notEmpty; /** Condition for waiting puts */ private final Condition notFull; /** * Inserts the specified element at the tail of this queue,waiting * for space to become available if the queue is full. * * @throws InterruptedException {@inheritDoc} * @throws NullPointerException {@inheritDoc} */ public void put(E e) throws InterruptedException { if (e == null) throw new NullPointerException(); final E[] items = this.items; final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lockInterruptibly(); try { try { while (count == items.length) notFull.await(); } catch (InterruptedException ie) { notFull.signal(); // propagate to non-interrupted thread throw ie; } insert(e); } finally { lock.unlock(); } } public E take() throws InterruptedException { final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lockInterruptibly(); try { try { while (count == 0) notEmpty.await(); } catch (InterruptedException ie) { notEmpty.signal(); // propagate to non-interrupted thread throw ie; } E x = extract(); return x; } finally { lock.unlock(); } }
有多個執行緒往裡面存資料和從裡面取資料,其佇列(先進先出後進後出)能快取的最大數值是capacity,多個執行緒間是互斥的,當快取佇列中儲存的值達到capacity時,將寫執行緒阻塞,並喚醒讀執行緒,當快取佇列中儲存的值為0時,將讀執行緒阻塞,並喚醒寫執行緒
這就是多個Condition的強大之處,假設快取佇列中已經存滿,那麼阻塞的肯定是寫執行緒,喚醒的肯定是讀執行緒,相反,阻塞的肯定是讀執行緒,喚醒的肯定是寫執行緒,那麼假設只有一個Condition會有什麼效果呢,快取佇列中已經存滿,這個Lock不知道喚醒的是讀執行緒還是寫執行緒了,如果喚醒的是讀執行緒,皆大歡喜,如果喚醒的是寫執行緒,那麼執行緒剛被喚醒,又被阻塞了,這時又去喚醒,這樣就浪費了很多時間!
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