ReentrantLock结合Condition可实现更灵活的线程协作，通过newCondition()创建多个等待队列，使用await()/signal()替代wait/notify，避免虚假唤醒。示例中生产者消费者模型利用notFull和notEmpty两个Condition精确控制线程等待与唤醒，确保线程安全与高效通信。
在Java中，ReentrantLock 提供了比 synchronized 更灵活的锁机制，而结合 Condition 可以实现更精确的线程等待与通知。相比传统的 wait/notify，Condition 允许一个锁创建多个等待条件，从而实现更复杂的线程协作场景。
Condition 的基本原理
每个 Condition 实例都由 ReentrantLock 创建，通过 lock.newCondition() 获取。它提供了类似 Object 的 wait、notify 和 notifyAll 方法，分别是：
- await()：当前线程释放锁并进入等待状态
- signal()：唤醒一个等待中的线程
- signalAll()：唤醒所有等待中的线程
使用 Condition 能避免虚假唤醒，并支持多个独立的等待队列。
生产者-消费者模型示例
下面是一个典型的生产者-消费者问题，使用 ReentrantLock 和 Condition 实现线程间通信：
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import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class ProducerConsumerExample {
private final Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
private final int MAX_SIZE = 5;
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
private final Condition notFull = lock.newCondition();
private final Condition notEmpty = lock.newCondition();
class Producer implements Runnable {
@Override
public void run() {
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
lock.lock();
try {
while (queue.size() == MAX_SIZE) {
System.out.println("队列已满，生产者等待...");
notFull.await(); // 等待空间
}
queue.offer(i);
System.out.println("生产: " + i);
notEmpty.signal(); // 通知消费者可以消费
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
}
class Consumer implements Runnable {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
lock.lock();
try {
while (queue.isEmpty()) {
System.out.println("队列为空，消费者等待...");
notEmpty.await(); // 等待数据
}
Integer value = queue.poll();
System.out.println("消费: " + value);
notFull.signal(); // 通知生产者可以生产
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
}
public static void main(String[] args) {
ProducerConsumerExample example = new ProducerConsumerExample();
Thread producer = new Thread(example.new Producer());
Thread consumer = new Thread(example.new Consumer());
producer.start();
consumer.start();
}
}关键点说明与最佳实践
上述代码展示了 Condition 的典型用法，以下是需要注意的关键细节：
- 必须在 lock() 和 unlock() 之间调用 await()/signal()，否则会抛出 IllegalMonitorStateException
- 使用 while 判断条件而非 if，防止虚假唤醒或多个线程被唤醒时状态再次不满足
- signal() 唤醒至少一个等待线程，但具体唤醒哪个取决于调度策略；若需唤醒全部，使用 signalAll()
- 多个 Condition 可以实现不同条件下的等待，比如读锁和写锁分离
基本上就这些。ReentrantLock 配合 Condition 不仅提升了线程通信的灵活性，还让逻辑更清晰可控，适合复杂同步场景的开发。掌握这种模式对理解并发编程非常有帮助。
