Lock配合Condition实现生产者消费者模型的核心是精准控制线程等待与唤醒，通过notFull和notEmpty两个Condition分组等待、定向通知，避免虚假唤醒和无效竞争，且需用while循环判断条件、finally释放锁。
Java 中用 Lock 配合 Condition 实现生产者消费者模型，核心在于**精准控制线程等待与唤醒**，避免无差别 notify 导致的虚假唤醒或唤醒错对象。相比 synchronized + wait/notify，它更灵活、语义更清晰，也更易维护。
一、为什么 Condition 比 wait/notify 更“优雅”
Condition 是 Lock 的配套等待队列机制，一个 Lock 可绑定多个 Condition 实例，从而实现**按条件分组等待**：
- 生产者只在“缓冲区满”时等待，唤醒时只通知消费者；
- 消费者只在“缓冲区空”时等待，唤醒时只通知生产者；
- 不会出现
notifyAll()唤醒所有线程再竞争锁的浪费； - 支持带超时的
awaitNanos、awaitUntil，便于做有界等待和容错。
二、关键结构：Lock + 两个 Condition
用一个 ReentrantLock 保护共享资源（如阻塞队列），并创建两个 Condition：
-
notFull：供生产者 await，当缓冲区满时等待，生产后 signal； -
notEmpty：供消费者 await，当缓冲区空时等待，消费后 signal。
注意：所有 await() 和 signal() 必须在持有 lock 的前提下调用，否则抛 IllegalMonitorStateException。
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三、典型实现（固定容量缓冲区）
以下是一个简洁、线程安全、可直接运行的核心片段：
public class BoundedBuffer<T> {
private final Lock lock = new ReentrantLock();
private final Condition notEmpty = lock.newCondition();
private final Condition notFull = lock.newCondition();
private final Object[] items;
private int takeIndex, putIndex, count;
public BoundedBuffer(int capacity) {
this.items = new Object[capacity];
}
public void put(T x) throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (count == items.length) {
notFull.await(); // 等待“不满”条件
}
items[putIndex] = x;
if (++putIndex == items.length) putIndex = 0;
++count;
notEmpty.signal(); // 唤醒至少一个等待消费的线程
} finally {
lock.unlock();
}
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public T take() throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (count == 0) {
notEmpty.await(); // 等待“不空”条件
}
Object x = items[takeIndex];
items[takeIndex] = null;
if (++takeIndex == items.length) takeIndex = 0;
--count;
notFull.signal(); // 唤醒至少一个等待生产的线程
} finally {
lock.unlock();
}
return (T) x;
}
}
四、实用建议与避坑点
- 永远用 while 而非 if 判断条件：防止虚假唤醒（spurious wakeup）导致状态不一致；
- signal() 优于 signalAll()：除非明确需要唤醒所有等待者（如广播场景），否则单次唤醒更高效；
- lock 必须在 finally 中释放：确保异常时不会死锁；
- 避免嵌套 await：一个线程不应在未释放 lock 的情况下多次 await，容易引发死锁或逻辑混乱；
- 若需公平调度，构造
ReentrantLock(true)，但会带来性能开销，一般默认非公平即可。
