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为什么不能用 wait 和 notify 了？

在JDK 1.5中，Condition类被引入来替代wait和notify方法，这让很多开发者感到困惑。毕竟wait和notify是经典的线程通讯工具，似乎已经非常完美了。那么，为什么会推荐使用Condition而不是传统的wait和notify呢？让我来为你详细解答这个问题。

Condition 的优势

notify 线程“假死”的问题

让我们通过经典的生产者和消费者模型来理解这一问题。

正常版本

在下面的代码中，使用wait和notify实现了生产者和消费者的交替工作：

class Factory {    private int[] items = new int[1];    private int size = 0;    public synchronized void put() throws InterruptedException {        do {            while (size == items.length) {                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 进入阻塞");                this.wait();                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 被唤醒");            }            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 开始工作");            items[0] = 1;            size++;            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 完成工作");            this.notify();        } while (true);    }    public synchronized void take() throws InterruptedException {        do {            while (size == 0) {                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 进入阻塞(消费者)");                this.wait();                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 被唤醒(消费者)");            }            System.out.println("消费者工作~");            size--;            this.notify();        } while (true);    }}public class NotifyDemo {    public static void main(String[] args) {        Factory factory = new Factory();        Thread producer = new Thread(() -> {            try {                factory.put();            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }, "生产者");        producer.start();        Thread consumer = new Thread(() -> {            try {                factory.take();            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }, "消费者");        consumer.start();    }}

线程假死版本

当我们增加两个生产者时，就会遇到线程假死的问题：

public class NotifyDemo {    public static void main(String[] args) {        Factory factory = new Factory();        Thread producer = new Thread(() -> {            try {                factory.put();            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }, "生产者");        producer.start();        Thread producer2 = new Thread(() -> {            try {                factory.put();            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }, "生产者2");        producer2.start();        Thread consumer = new Thread(() -> {            try {                factory.take();            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }, "消费者");        consumer.start();    }}

在这个版本中，生产者2在没有数据时被唤醒，导致线程假死，整个程序无法继续执行。

使用 Condition

为了避免线程假死问题，我们可以使用Condition类。Condition类提供了更灵活的等待和唤醒机制，可以避免不必要的线程唤醒。

使用 Condition 的代码示例

class FactoryByCondition {    private int[] items = new int[1];    private int size = 0;    private Lock lock = new ReentrantLock();    private Condition producerCondition = lock.newCondition();    private Condition consumerCondition = lock.newCondition();    public void put() throws InterruptedException {        do {            lock.lock();            while (size == items.length) {                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 进入阻塞");                producerCondition.await();                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 被唤醒");            }            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 开始工作");            items[0] = 1;            size++;            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 完成工作");            consumerCondition.signal();        } while (true);    }    public void take() throws InterruptedException {        do {            lock.lock();            while (size == 0) {                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 进入阻塞(消费者)");                consumerCondition.await();            }            System.out.println("消费者工作~");            size--;            producerCondition.signal();        } while (true);    }}

多线程测试

public class NotifyDemo {    public static void main(String[] args) {        FactoryByCondition factory = new FactoryByCondition();        Thread producer = new Thread(() -> {            try {                factory.put();            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }, "生产者");        producer.start();        Thread producer2 = new Thread(() -> {            try {                factory.put();            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }, "生产者2");        producer2.start();        Thread consumer = new Thread(() -> {            try {                factory.take();            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }, "消费者");        consumer.start();    }}

性能对比

如果我们使用 notifyAll 替代 notify，虽然可以避免线程假死，但会带来性能问题。因为 notifyAll 会唤醒所有等待的线程，包括无需执行任务的生产者，导致资源浪费。

总结

Condition类提供了一种更安全和高效的线程通讯方式，避免了wait和notify方法的潜在问题。如果你正在进行并发编程，尤其是在涉及多个生产者和消费者的场景中，使用Condition类是更好的选择。

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