在Java中如何使用ReentrantLock实现条件等待_条件等待并发操作技巧

P粉602998670 2025-11-21 00:00:00 次阅读

ReentrantLock结合Condition可实现精确线程控制，通过newCondition()创建条件变量，使用await()和signal()替代wait/notify，支持多等待条件，如生产者-消费者模型中notFull与notEmpty分别控制缓冲区满空状态，需在锁内用while循环检查条件，避免虚假唤醒，确保唤醒针对性，防止死锁，提升并发性能。

在Java中，ReentrantLock 提供了比synchronized更灵活的锁机制，结合 Condition 可以实现精确的线程等待与唤醒控制。这种组合特别适用于需要多个等待条件或复杂并发协调的场景。

理解Condition的作用

每个Condition实例都与一个Reentrant7Lock绑定，用于替代Object的wait()、notify()和notifyAll()方法。它允许线程在某个条件不满足时挂起，并在其他线程改变状态后被唤醒。

使用Condition的关键步骤：

通过lock.newCondition()创建Condition对象
在临界区中检查业务条件
条件不满足时调用condition.await()
修改状态后调用condition.signal()或signalAll()

实现生产者-消费者模型示例

以下是一个基于ReentrantLock和Condition的简单生产者-消费者实现：

import java.util.LinkedList;
import java.util.concurrent.locks.*;

public class BoundedBuffer {
    private final LinkedList buffer = new LinkedList<>();
    private final int capacity;
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    private final Condition notFull = lock.newCondition();
    private final Condition notEmpty = lock.newCondition();

    public BoundedBuffer(int capacity) {
        this.capacity = capacity;
    }

    public void put(String item) throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (buffer.size() == capacity) {
                notFull.await(); // 等待缓冲区有空位
            }
            buffer.add(item);
            notEmpty.signal(); // 通知消费者可以取数据
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public String take() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (buffer.isEmpty()) {
                notEmpty.await(); // 等待缓冲区非空
            }
            String item = buffer.removeFirst();
            notFull.signal(); // 通知生产者可以放入数据
            return item;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

这个例子中使用了两个Condition：notFull控制生产