await/wait | Sleep | Yield | |
是否释放持有的锁 | 释放 | 不释放 | 不释放 |
调用后何时恢复 | 唤醒后进入就绪态 | 指定时间后 | 立刻进入就绪态 |
谁的方法 | Condition/Object | Thread | Thread |
执行环境 | 同步代码块 | 任意位置 | 任意位置 |
在使用Lock之前,我们都使用Object 的wait和notify实现同步的。举例来说,一个producer和consumer,consumer发现没有东西了,等待,produer生成东西了,唤醒。
线程consumer | 线程producer |
synchronize(obj){ obj.wait();//没东西了,等待 } | synchronize(obj){ obj.notify();//有东西了,唤醒 } |
有了lock后,世道变了,现在是:
lock.lock(); condition.await(); lock.unlock(); | lock.lock(); condition.signal(); lock.unlock(); |
为了突出区别,省略了若干细节。区别有三点:
- 1. lock不再用synchronize把同步代码包装起来;
- 2. 阻塞需要另外一个对象condition;
- 3. 同步和唤醒的对象是condition而不是lock,对应的方法是await和signal,而不是wait和notify。
为什么需要使用condition呢?简单一句话,lock更灵活。以前的方式只能有一个等待队列,在实际应用时可能需要多个,比如读和写。为了这个灵活性,lock将同步互斥控制和等待队列分离开来,互斥保证在某个时刻只有一个线程访问临界区(lock自己完成),等待队列负责保存被阻塞的线程(condition完成)。
通过查看ReentrantLock的源代码发现,condition其实是等待队列的一个管理者,condition确保阻塞的对象按顺序被唤醒。
1.object.wait()
使用方法:
线程A:
synchronized(obj){
obj.wait(); //此时当前线程释放obj锁,进入[等待状态],等待其他线程执行obj.notify()时才有可能执行(有可能执行的意思可能有多个线程执行了wait)
A do something
}
线程C:
synchronized(obj){
obj.wait(); //此时当前线程释放obj锁,进入[等待状态],等待其他线程执行obj.notify()时才有可能执行(有可能执行的意思可能有多个线程执行了wait)
C do something
}
线程B:
synchronized(obj){
obj.notify(); //此时当前线程释放obj锁,随机唤醒一个处于等待状态的线程,继续执行wait后面的程序。
}
假设三个线程执行顺序
线程A–>线程C–>线程B //没毛病,因为wait后是释放了锁的
所以问题来了:等待的线程中有A和C, B notify后,只会唤醒其中一个执行(notifyAll同样只有一个执行);假如我们的需求是想让A线程执行,那么这种object的方式是无法控制的
2.所以condition来了
使用方法:注意condition是依赖ReentrantLock
ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true);
Condition aCondition = reentrantLock.newCondition();
Condition cCondition = reentrantLock.newCondition();
线程A:
{
lock.lock();
aCondition.await(); //此时当前线程释放lock锁,进入[等待状态],等待其他线程执行aCondition.signal()时才有可能执行
A do something
lock.unlock();
}
线程C:
{
lock.lock();
cCondition.await();
do something
lock.unlock();
}
线程B:
{
lock.lock();
aCondition.signal(); //此时当前线程释放lock锁,随机唤醒一个处于等待状态等待aCondition的线程,继续执行await后面的程序。
//cCondition.signal(); ////此时当前线程释放lock锁,随机唤醒一个处于等待状态等待cCondition的线程,继续执行await后面的程序。
lock.unlock();
}
所以通过condition与object进行线程通信的区别已经很明显了,condition更加灵活。
个人理解,本质上来讲:
多线程环境的下,线程直接的互斥[执行]依靠的应该是锁Lock,线程的之间的[通信]依靠的应该是条件Condition/信号,一般情况下lock确实可以同时满足做这两个事情,所以在Object的方式满足了这个一般情况,但是肯定会有复杂的场景比如刚才例子中,需要让满足一定条件的线程执行,仅仅依靠锁是不能完美解决的。所以condition实际上分离了执行和通信。