Lock与Condition接口条件变量方式
我们知道，并发领域中有两大核心问题：互斥与同步问题，java在1.5版本之前，是提供了synchronized来实现的。synchronized是内置锁，虽然在大部分情况下它都能很好的工作，但是依然还是会存在一些局限性，除了当时1.5版本的性能问题外（1.6版本后，synchronized的性能已经得到了很大的优化），还有如下两个问题：
无法解决死锁问题最多使用一个条件变量所以针对这些问题，doug lea在并发包中增加了两个接口lock和condition来解决这两个问题，所以今天就说说这两个接口是如何解决synchronized中的这两个问题的。
一. lock接口1.1 介绍在我们分析lock接口是如何解决死锁问题之前，我们先看看死锁是如何产生的。死锁的产生需要满足下面四个条件：
互斥 ：共享资源同一时间只能被一个线程占用不可抢占 ：其他线程不能强行占有另一个线程的资源占有且等待 ：线程在等待其他资源时，不释放自己已占有的资源循环等待 ：线程1和线程2互相占有对方的资源并相互等待所以，我们只需要破坏上面条件中的任意一个，即可打破死锁。但需要注意的是，互斥条件是不能破坏的，因为使用锁的目的就是为了互斥。所以lock接口通过破坏掉 不可抢占这个条件来解决死锁，具体如下：
非阻塞获取锁 ：尝试获取锁，如果失败了就立刻返回失败，这样就可以释放已经持有的其他锁响应中断 ：如果发生死锁后，此线程被其他线程中断，则会释放锁，解除死锁支持超时 ：一段时间内获取不到锁，就返回失败，这样就可以释放之前已经持有的锁接下来我们具体看看接口代码吧。
1.2 源码解读public interface lock { /** 阻塞获取锁，不响应中断，如果获取不到，则当前线程将进入休眠状态，直到获得锁为止。 */ void lock(); /** 阻塞获取锁，响应中断，如果出现以下两种情况将抛出异常 1.调用该方法时，此线程中断标志位被设置为true 2.获取锁的过程中此线程被中断，并且获取锁的实现会响应中断 */ void lockinterruptibly() throws interruptedexception; /** 非阻塞获取锁，不管成功还是失败，都会立刻返回结果，成功了返回true,失败了返回false */ boolean trylock(); /** 带超时时间且响应中断的获取锁，如果获取锁成功，则返回true,获取不到则会休眠，直到下面三个条件满足 1.当前线程获取到锁 2.其他线程中断了当前线程，并且获取锁的实现支持中断 3.设置的超时事件到了 而抛出异常的情况与lockinterruptibly一致 当异常抛出后中断标志位会被清除，且超时时间到了，当前线程还没有获得锁，则会直接返回false */ boolean trylock(long time, timeunit unit) throws interruptedexception; /** 没啥好说，只有拥有锁的线程才能释放锁 */ void unlock(); /** 返回绑定到此lock实例的新condition实例。 在等待该条件之前，该锁必须由当前线程持有。调用condition.await（）会在等待之前自动释放锁，并在等待返回之前重新获取该锁。 我们再下一小节再详细说说condition接口 */ condition newcondition();}还需要额外注意的一点，使用synchronized作为锁时，我们是不需要考虑释放锁的，但lock是属于显示锁，是需要我们手动释放锁的。我们一般在finally块中调用lock.unlock()手动释放锁，具体形式如下：
lock l = ...; l.lock(); try { // access the resource protected by this lock } finally { l.unlock(); }我们最后通过一张图来总结下lock接口：
二. condition接口2.1 介绍针对synchronized最多只能使用一个条件变量的问题，condition接口提供了解决方案。但是为什么多个条件变量就比一个条件变量好呢？我们先来看看synchronized使用一个条件变量时会有什么弊端。
一个synchronized内置锁只对应一个等待容器（wait set），当线程调用wait方法时，会把当前线程放入到同一个等待容器中，当我们需要根据某些特定的条件来唤醒符合条件的线程时，我们只能先从等待容器里唤醒一个线程后，再看是否符合条件。如果不符合条件，则需要将此线程继续wait，然后再去等待容器中获取下一个线程再判断是否满足条件。这样会导致许多无意义的cpu开销。
我们可以看到lock接口中有个newcondition()的方法:
condition newcondition();通过这个方法，一个锁可以建立多个conditiion，每个condtition都有一个容器来保存相应的等待线程，拿到锁的线程根据特定的条件唤醒对应的线程时，只需要去唤醒对应的contition内置容器中的线程即可，这样就可以减少无意义的cpu开销。然后我们具体看看condition接口的源码。
2.2 源码解读public interface condition { /** 使当前线程等待，并响应中断。当当前线程进入休眠状态后，如果发生以下四种情况将会被唤醒： 1.其他一些线程对此条件调用signal方法，而当前线程恰好被选择为要唤醒的线程； 2.其他一些线程对此条件调用signalall方法 3.其他一些线程中断当前线程，并支持中断线程挂起 4.发生“虚假唤醒”。 */ void await() throws interruptedexception; /** 使当前线程等待，并不响应中断。只有以下三种情况才会被唤醒 1.其他一些线程对此条件调用signal方法，而当前线程恰好被选择为要唤醒的线程； 2.其他一些线程对此条件调用signalall方法 3.发生“虚假唤醒”。 */ void awaituninterruptibly(); /** 使当前线程等待，响应中断，且可以指定超时事件。发生以下五种情况之一将会被唤醒： 1.其他一些线程为此条件调用signal方法，而当前线程恰好被选择为要唤醒的线程； 2.其他一些线程为此条件调用signalall方法； 3.其他一些线程中断当前线程，并且支持中断线程挂起； 4.经过指定的等待时间； 5.发生“虚假唤醒”。 */ long awaitnanos(long nanostimeout) throws interruptedexception; /** 与awaitnanos类似，时间单位不同 */ boolean await(long time, timeunit unit) throws interruptedexception; /** 与awaitnanos类似，只不过超时时间是截止时间 */ boolean awaituntil(date deadline) throws interruptedexception; /** 唤醒一个等待线程 */ void signal(); /** 唤醒所有等待线程 */ void signalall();}需要注意的是，object类的等待方法是没有返回值的，但condtition类中的部分等待方法是有返回值的。awaitnanos(long nanostimeout)返回了剩余等待的时间；await(long time, timeunit unit)返回boolean值，如果返回false，则说明是因为超时返回的，否则返回true。为什么增加返回值？为了就是帮助我们弄清楚方法返回的原因。
四. 阿里多线程考题最后我们通过实现了lock和condition接口能力的reentrantlock类来解决阿里多线程面试题。
题目是使用三个线程循环打印abc，一共打印50次。我们直接上答案：
public class test { int count = 0; lock lock = new reentrantlock(); condition conditiona = lock.newcondition(); condition conditionb = lock.newcondition(); condition conditionc = lock.newcondition(); public void printa() { while (count < 50) { try { // 加锁 lock.lock(); // 打印a system.out.println(a); count ++; // 唤醒打印b的线程 conditionb.signal(); // 将自己放入conditiona的容器中，等待其他线程的唤醒 conditiona.await(); } catch (interruptedexception e) { e.printstacktrace(); } finally { // 释放锁 lock.unlock(); } } } public void printb() { while (count < 50) { try { // 加锁 lock.lock(); // 打印b system.out.println(b); count ++; // 唤醒打印c的线程 conditionc.signal(); // 将自己放入conditionb的容器中，等待其他线程的唤醒 conditionb.await(); } catch (interruptedexception e) { e.printstacktrace(); } finally { // 释放锁 lock.unlock(); } } } public void printc() { while (count { test.printa(); }); thread theadb = new thread(() - > { test.printb(); }); thread theadc = new thread(() - > { test.printc(); }); // 启动线程 theada.start(); theadb.start(); theadc.start(); }}五. 总结lock与condition接口就说完了，最后再总结一下：
针对synchronized内置锁无法解决死锁、只有一个条件变量等问题，doug lea在java并发包中增加了lock和condition接口来解决。对于死锁问题，lock接口增加了超时、响应中断、非阻塞三种方式来获取锁，从而避免了死锁。针对一个条件变量问题，condtition接口通过一把锁可以创建多个条件变量的方式来解决。
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无法解决死锁问题最多使用一个条件变量所以针对这些问题，doug lea在并发包中增加了两个接口lock和condition来解决这两个问题，所以今天就说说这两个接口是如何解决synchronized中的这两个问题的。
一. lock接口1.1 介绍在我们分析lock接口是如何解决死锁问题之前，我们先看看死锁是如何产生的。死锁的产生需要满足下面四个条件：
互斥 ：共享资源同一时间只能被一个线程占用不可抢占 ：其他线程不能强行占有另一个线程的资源占有且等待 ：线程在等待其他资源时，不释放自己已占有的资源循环等待 ：线程1和线程2互相占有对方的资源并相互等待所以，我们只需要破坏上面条件中的任意一个，即可打破死锁。但需要注意的是，互斥条件是不能破坏的，因为使用锁的目的就是为了互斥。所以lock接口通过破坏掉 不可抢占这个条件来解决死锁，具体如下：
非阻塞获取锁 ：尝试获取锁，如果失败了就立刻返回失败，这样就可以释放已经持有的其他锁响应中断 ：如果发生死锁后，此线程被其他线程中断，则会释放锁，解除死锁支持超时 ：一段时间内获取不到锁，就返回失败，这样就可以释放之前已经持有的锁接下来我们具体看看接口代码吧。
1.2 源码解读public interface lock { /** 阻塞获取锁，不响应中断，如果获取不到，则当前线程将进入休眠状态，直到获得锁为止。 */ void lock(); /** 阻塞获取锁，响应中断，如果出现以下两种情况将抛出异常 1.调用该方法时，此线程中断标志位被设置为true 2.获取锁的过程中此线程被中断，并且获取锁的实现会响应中断 */ void lockinterruptibly() throws interruptedexception; /** 非阻塞获取锁，不管成功还是失败，都会立刻返回结果，成功了返回true,失败了返回false */ boolean trylock(); /** 带超时时间且响应中断的获取锁，如果获取锁成功，则返回true,获取不到则会休眠，直到下面三个条件满足 1.当前线程获取到锁 2.其他线程中断了当前线程，并且获取锁的实现支持中断 3.设置的超时事件到了 而抛出异常的情况与lockinterruptibly一致 当异常抛出后中断标志位会被清除，且超时时间到了，当前线程还没有获得锁，则会直接返回false */ boolean trylock(long time, timeunit unit) throws interruptedexception; /** 没啥好说，只有拥有锁的线程才能释放锁 */ void unlock(); /** 返回绑定到此lock实例的新condition实例。 在等待该条件之前，该锁必须由当前线程持有。调用condition.await（）会在等待之前自动释放锁，并在等待返回之前重新获取该锁。 我们再下一小节再详细说说condition接口 */ condition newcondition();}还需要额外注意的一点，使用synchronized作为锁时，我们是不需要考虑释放锁的，但lock是属于显示锁，是需要我们手动释放锁的。我们一般在finally块中调用lock.unlock()手动释放锁，具体形式如下：
lock l = ...; l.lock(); try { // access the resource protected by this lock } finally { l.unlock(); }我们最后通过一张图来总结下lock接口：
二. condition接口2.1 介绍针对synchronized最多只能使用一个条件变量的问题，condition接口提供了解决方案。但是为什么多个条件变量就比一个条件变量好呢？我们先来看看synchronized使用一个条件变量时会有什么弊端。
一个synchronized内置锁只对应一个等待容器（wait set），当线程调用wait方法时，会把当前线程放入到同一个等待容器中，当我们需要根据某些特定的条件来唤醒符合条件的线程时，我们只能先从等待容器里唤醒一个线程后，再看是否符合条件。如果不符合条件，则需要将此线程继续wait，然后再去等待容器中获取下一个线程再判断是否满足条件。这样会导致许多无意义的cpu开销。
我们可以看到lock接口中有个newcondition()的方法:
condition newcondition();通过这个方法，一个锁可以建立多个conditiion，每个condtition都有一个容器来保存相应的等待线程，拿到锁的线程根据特定的条件唤醒对应的线程时，只需要去唤醒对应的contition内置容器中的线程即可，这样就可以减少无意义的cpu开销。然后我们具体看看condition接口的源码。
2.2 源码解读public interface condition { /** 使当前线程等待，并响应中断。当当前线程进入休眠状态后，如果发生以下四种情况将会被唤醒： 1.其他一些线程对此条件调用signal方法，而当前线程恰好被选择为要唤醒的线程； 2.其他一些线程对此条件调用signalall方法 3.其他一些线程中断当前线程，并支持中断线程挂起 4.发生“虚假唤醒”。 */ void await() throws interruptedexception; /** 使当前线程等待，并不响应中断。只有以下三种情况才会被唤醒 1.其他一些线程对此条件调用signal方法，而当前线程恰好被选择为要唤醒的线程； 2.其他一些线程对此条件调用signalall方法 3.发生“虚假唤醒”。 */ void awaituninterruptibly(); /** 使当前线程等待，响应中断，且可以指定超时事件。发生以下五种情况之一将会被唤醒： 1.其他一些线程为此条件调用signal方法，而当前线程恰好被选择为要唤醒的线程； 2.其他一些线程为此条件调用signalall方法； 3.其他一些线程中断当前线程，并且支持中断线程挂起； 4.经过指定的等待时间； 5.发生“虚假唤醒”。 */ long awaitnanos(long nanostimeout) throws interruptedexception; /** 与awaitnanos类似，时间单位不同 */ boolean await(long time, timeunit unit) throws interruptedexception; /** 与awaitnanos类似，只不过超时时间是截止时间 */ boolean awaituntil(date deadline) throws interruptedexception; /** 唤醒一个等待线程 */ void signal(); /** 唤醒所有等待线程 */ void signalall();}需要注意的是，object类的等待方法是没有返回值的，但condtition类中的部分等待方法是有返回值的。awaitnanos(long nanostimeout)返回了剩余等待的时间；await(long time, timeunit unit)返回boolean值，如果返回false，则说明是因为超时返回的，否则返回true。为什么增加返回值？为了就是帮助我们弄清楚方法返回的原因。
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针对synchronized内置锁无法解决死锁、只有一个条件变量等问题，doug lea在java并发包中增加了lock和condition接口来解决。对于死锁问题，lock接口增加了超时、响应中断、非阻塞三种方式来获取锁，从而避免了死锁。针对一个条件变量问题，condtition接口通过一把锁可以创建多个条件变量的方式来解决。
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