condition api

Condition是Java并发编程中用于线程间协作的一种机制，它提供了比传统的Object监视器（基于wait()/notify()方法）更灵活和高效的线程通信方式，以下是对Condition API的详细解析：

1、基本概念

定义：Condition是一个接口，位于java.util.concurrent.locks包中，它依赖于Lock接口，通常与ReentrantLock一起使用。

作用：Condition提供了一种在多线程环境下进行线程间协调通信的机制，使得某个或某些线程能够等待某个条件（Condition）成立，只有当该条件满足时（通过signal或signalAll方法被调用），这些等待的线程才会被唤醒，从而重新争夺锁。

2、常用方法

await()：使当前线程进入等待状态，直到其他线程调用signal()或signalAll()方法唤醒它，或者当前线程被中断。

await(long time, TimeUnit unit)：使当前线程在给定的时间内等待，如果在指定时间内没有被唤醒，则超时并退出等待状态。

awaitNanos(long nanosTimeout)：与await(long time, TimeUnit unit)类似，但参数是以纳秒为单位的超时时间。

awaitUntil(Date deadline)：使当前线程等待到指定的日期时间，如果在该时间之前没有被唤醒，则超时并退出等待状态。

awaitUninterruptibly()：使当前线程进入等待状态，直到其他线程调用signal()或signalAll()方法唤醒它，该方法对中断不敏感。

signal()：唤醒在此Condition上等待的一个线程，如果有多个线程在等待，那么选择唤醒哪个线程是由调度程序决定的。

signalAll()：唤醒在此Condition上等待的所有线程。

3、使用示例

生产者消费者模式：Condition常用于实现生产者消费者模式，一个缓冲区和一个Condition变量notEmpty（表示缓冲区是否为空）以及另一个Condition变量notFull（表示缓冲区是否已满），生产者线程在缓冲区满时调用notFull.await()进入等待状态，消费者线程在缓冲区空时调用notEmpty.await()进入等待状态，当消费者消费了一个元素后，它会调用notEmpty.signal()唤醒一个生产者线程；当生产者生产了一个元素后，它会调用notFull.signal()唤醒一个消费者线程。

4、注意事项

锁的使用：Condition对象必须与Lock配合使用，并且在调用Condition的await()、signal()等方法时，必须在lock的保护之内，即必须在lock.lock()和lock.unlock()之间调用。

中断处理：当线程在await()方法中等待时，如果其他线程中断了当前线程，那么当前线程会抛出InterruptedException异常，此时应该正确处理中断异常，通常是恢复中断状态并退出等待。

以下是两个关于Condition API的常见问题及解答：

1、为什么需要Condition而不是直接使用Object的wait()和notify()方法？

答：虽然Object的wait()和notify()方法也能实现线程间的协作，但它们存在一些局限性，它们只能与synchronized关键字一起使用，而Condition更加灵活，可以与任何实现了Lock接口的锁一起使用，Condition提供了更多的等待方式和更细粒度的控制，可以更好地满足复杂的线程间协作需求。

2、Condition的await()方法是否会释放锁？

答：是的，当线程调用Condition的await()方法时，它会释放与之关联的锁，并且线程会进入等待状态，当其他线程调用signal()或signalAll()方法唤醒等待的线程时，被唤醒的线程需要重新获取锁才能继续执行，这是Condition与Object的wait()方法的一个重要区别，因为Object的wait()方法不会释放锁。