Condition 接口

任意一个java对象，都拥有一组监视器方法，主要包括 wait(),wait(long timeout)、notify 以及 notifyAll 方法，这些方法与synchronized 同步关键字配合，可以实现等待/通知模式。Condition 接口也提供了类型Object的监视器方法，与Lock配合可以实现等待/通知模式。

condition 接口与示例

Condition 定义了等待/通知两种类型的方法，当前线程调用这些方法时，需要提前获取到Condition对象关联的锁。Condition对象由Lock对象（调用Lock对象的 newCondition方法）创建出来的。Condition是依赖Lock对象的。

package com.lock;import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;/*** Created by cxx on 2018/1/18.*/
public class ConditionOption {Lock lock = new ReentrantLock();Condition condition = lock.newCondition();public void conditonWait() throws InterruptedException{lock.lock();try {condition.await();}finally {lock.unlock();}}public void conditonSignal() throws InterruptedException{lock.lock();try {condition.signal();}finally {lock.unlock();}}}

获取一个Condition 必须通过Lock的newCondition() 方法。有界队列是一种特殊的队列，当队列为空时，队列的获取操作将会阻塞获取线程，直到队列中有新增元素，当队列已满时，队列的插入操作将会阻塞插入线程，知道队列出现“空位。”

package com.lock;import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;/*** Created by cxx on 2018/1/18.*/
public class BoundedQueue <T> {private Object[] items;private int addIndex,removeIndex,count;private Lock lock = new ReentrantLock();private Condition notEmpty = lock.newCondition();private Condition notFull = lock.newCondition();public BoundedQueue(int size){items = new Object[size];}//添加一个元素，如果数组满，则添加线程进入等待状态，直到有空位public void add(T t) throws InterruptedException{lock.lock();try {while (count == items.length){notFull.await();}items[addIndex] = t;if (++addIndex == items.length){addIndex = 0;}++count;notEmpty.signal();}finally {lock.unlock();}}//由头部删除一个元素，如果数组空，则删除线程进入等待状态，直到有添加元素。public T remove() throws InterruptedException{lock.lock();try {while (count == 0){notEmpty.await();}Object x = items[removeIndex];if (++removeIndex == items.length){removeIndex = 0;}--count;notFull.signal();return (T) x;}finally {lock.unlock();}}
}

在添加和删除方法中使用 while 循环而非 if判断，目的是防止过早或意外的通知，只有条件符合才能够退出循环。

Condition 的实现分析

ConditionObject 是同步器 AbstractQueuedSynchronizer的内部类，因为Condition的操作需要获取相关联的锁。每个Condition对象都包含着一个队列，该队列是Condition对象实现 等待/通知功能的关键。

等待队列

等待队列是一个FIFO的队列，在队列中的每个节点都包含了一个线程引用，该线程就是在Condition对象上等待的线程，如果一个线程调用了Condition.await（）方法，那么该线程将会释放锁、构造成节点加入等待队列并进入等待状态。

一个Condition包含一个等待队列，Condition拥有首节点（firstWaiter）和尾节点（lastWaiter）。当前线程调用Condition.await()方法，将会以当前线程构造节点，并将节点从尾部加入等待队列。 Condition拥有首尾节点的引用，而新增节点只需要将原有的尾节点 nextWaiter 指向它，并且更新尾节点即可。上述节点应用更新的过程并没有使用CAS保证，原因在于调用 await（）方法的线程必定是获取了锁的线程，这个过程是由锁来保证线程安全的。

在Object的监视器模型上，一个对象拥有一个同步队列和等待队列，而并发包中的Lock拥有一个同步队列和多个等待队列。

等待

调用Condition的await（）方法，会使当前线程进入等待队列并释放锁，同时线程状态变为等待状态。当从await（）方法返回时，当前线程一定获取了Condition相关联的锁。

    /*** Implements interruptible condition wait.* <ol>* <li> If current thread is interrupted, throw InterruptedException.* <li> Save lock state returned by {@link #getState}.* <li> Invoke {@link #release} with saved state as argument,*      throwing IllegalMonitorStateException if it fails.* <li> Block until signalled or interrupted.* <li> Reacquire by invoking specialized version of*      {@link #acquire} with saved state as argument.* <li> If interrupted while blocked in step 4, throw InterruptedException.* </ol>*/public final void await() throws InterruptedException {if (Thread.interrupted())throw new InterruptedException();Node node = addConditionWaiter();int savedState = fullyRelease(node);int interruptMode = 0;while (!isOnSyncQueue(node)) {LockSupport.park(this);if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)break;}if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)interruptMode = REINTERRUPT;if (node.nextWaiter != null) // clean up if cancelledunlinkCancelledWaiters();if (interruptMode != 0)reportInterruptAfterWait(interruptMode);}

调用该方法的线程成功获取了锁的线程，也就是同步队列中的首节点，该方法将会当前线程构造成节点并加入等待队列中，然后释放同步状态，唤醒同步队列中的后继节点，然后当前线程会进入等待状态。

通知

调用 Condition的signal（） 方法，将会唤醒在等待队列中等待时间最长的节点，在唤醒节点之前，会将节点移到同步队列中。

 /*** Moves the longest-waiting thread, if one exists, from the* wait queue for this condition to the wait queue for the* owning lock.** @throws IllegalMonitorStateException if {@link #isHeldExclusively}*         returns {@code false}*/public final void signal() {if (!isHeldExclusively())throw new IllegalMonitorStateException();Node first = firstWaiter;if (first != null)doSignal(first);}

调用该方法的前置条件是当前线程必须获取了锁，可以看到signal（）方法进行了IsHeldExclusively（）检查，也就是当前线程必须是获取了锁的线程，接着获取等待队列的首节点，将其移动到同步队列并使用LockSupport唤醒节点中的线程。

调用同步器的enq（Node node）方法，等待队列中的头节点线程安全地移动到同步队列。当节点移动到同步队列后，当前线程在使用LockSupport唤醒该节点的线程。

被唤醒后的线程，将从await（）方法中的while循环中退出，进而调用同步器的acquireQueued（）方法加入到获取同步状态的竞争中。

成功获取同步状态之后，被唤醒的线程就爱哪根葱先前调用的await（）方法返回，此时该线程已经成功地获取了锁。

Condition的signalAll（）方法，相当于对等待队列中的每个节点均执行一次signal（）方法，效果就是将等待队列中所有节点全部移动到同步队列中，并唤醒每个节点的线程。