Java 锁机制中怎么使用 ReentrantLock 配合 Condition 实现等待

胖涛吖_9458

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2026-08-09

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原创

reentrantlock 配合 condition 实现等待唤醒机制,支持多等待队列、可中断与超时等待;需在加锁后调用 await()(自动释放锁并入队),状态更新后调用 signal() 唤醒,并用 while 循环防虚假唤醒。

java 锁机制中怎么使用 reentrantlock 配合 condition 实现等待

ReentrantLock 配合 Condition 实现等待,核心是用 lock.newCondition() 创建条件对象,再通过 await() 挂起线程、signal()/signalAll() 唤醒指定等待队列中的线程。它比 synchronized + wait/notify 更灵活,支持多个独立等待队列、可中断等待、超时等待等。

创建锁和条件变量

先声明 ReentrantLock 实例,并调用其 newCondition() 方法获取 Condition 对象。一个锁可创建多个 Condition,各自维护独立的等待队列:

private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
private final Condition notFull = lock.newCondition();  // 缓冲区未满
private final Condition notEmpty = lock.newCondition(); // 缓冲区非空

在临界区中正确使用 await 和 signal

必须在持有锁的前提下调用 await(),否则抛 IllegalMonitorStateException;调用后会自动释放锁,并将当前线程加入该 Condition 的等待队列;被唤醒后需重新竞争锁,成功获取后才从 await 返回:

  • 写等待逻辑时,用 while 循环判断条件(不是 if),防止虚假唤醒
  • 唤醒方应在修改共享状态后,调用 signal() 或 signalAll()
  • 操作完成后务必 unlock() —— 推荐用 try-finally 保证释放

典型生产者-消费者示例片段

以有界队列为例,展示如何协调生产和消费:

public void put(E item) throws InterruptedException {
    lock.lock();
    try {
        while (queue.size() == capacity) {
            notFull.await(); // 等待“未满”条件
        }
        queue.offer(item);
        notEmpty.signal(); // 通知至少一个消费者可以取了
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

public E take() throws InterruptedException {
    lock.lock();
    try {
        while (queue.isEmpty()) {
            notEmpty.await(); // 等待“非空”条件
        }
        E item = queue.poll();
        notFull.signal(); // 通知至少一个生产者可以放了
        return item;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

注意点和常见陷阱

  • await() 会释放当前锁,但 signal() 不释放锁,唤醒后需重新抢锁
  • 不同 Condition 对应不同语义的等待队列,避免混用(如不能用 notFull.signal() 唤醒等待 notEmpty 的线程)
  • 若需响应中断,用 await();若要超时控制,用 awaitNanos(long) 或 awaitUntil(Date)
  • 不建议在循环体外直接调用 signal,应确保状态已更新且满足被唤醒线程的继续执行条件

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