Condition 是 JDK 1.5 中提供的用來替代 wait 和 notify 的執行緒通訊方法，那麼一定會有人問：為什麼不能用 wait 和 notify 了？ 哥們我用的好好的。老弟彆著急，聽我給你細說...
之所以推薦使用 Condition 而非 Object 中的 wait 和 notify 的原因有兩個：
使用 notify 在極端環境下會造成執行緒“假死”；Condition 效能更高。接下來怎們就用程式碼和流程圖的方式來演示上述的兩種情況。
1.notify 執行緒“假死”所謂的執行緒“假死”是指，在使用 notify 喚醒多個等待的執行緒時，卻意外的喚醒了一個沒有“準備好”的執行緒，從而導致整個程式進入了阻塞的狀態不能繼續執行。
以多執行緒程式設計中的經典案例生產者和消費者模型為例，我們先來演示一下執行緒“假死”的問題。
1.1 正常版本在演示執行緒“假死”的問題之前，我們先使用 wait 和 notify 來實現一個簡單的生產者和消費者模型，為了讓程式碼更直觀，我這裡寫一個超級簡單的實現版本。我們先來建立一個工廠類，工廠類裡面包含兩個方法，一個是迴圈生產資料的（存入）方法，另一個是迴圈消費資料的（取出）方法，實現程式碼如下。
/** * 工廠類,消費者和生產者透過呼叫工廠類實現生產/消費 */class Factory { private int[] items = new int[1]; // 資料儲存容器(為了演示方便,設定容量最多儲存 1 個元素) private int size = 0; // 實際儲存大小 /** * 生產方法 */ public synchronized void put() throws InterruptedException { // 迴圈生產資料 do { while (size == items.length) { // 注意不能是 if 判斷 // 儲存的容量已經滿了,阻塞等待消費者消費之後喚醒 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 進入阻塞"); this.wait(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 被喚醒"); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 開始工作"); items[0] = 1; // 為了方便演示,設定固定值 size++; System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 完成工作"); // 當生產佇列有資料之後通知喚醒消費者 this.notify(); } while (true); } /** * 消費方法 */ public synchronized void take() throws InterruptedException { // 迴圈消費資料 do { while (size == 0) { // 生產者沒有資料,阻塞等待 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 進入阻塞(消費者)"); this.wait(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 被喚醒(消費者)"); } System.out.println("消費者工作~"); size--; // 喚醒生產者可以新增生產了 this.notify(); } while (true); }}接下來我們來建立兩個執行緒，一個是生產者呼叫 put 方法，另一個是消費者呼叫take 方法，實現程式碼如下：
public class NotifyDemo { public static void main(String[] args) { // 建立工廠類 Factory factory = new Factory(); // 生產者 Thread producer = new Thread(() -> { try { factory.put(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }, "生產者"); producer.start(); // 消費者 Thread consumer = new Thread(() -> { try { factory.take(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }, "消費者"); consumer.start(); }}執行結果如下：
從上述結果可以看出，生產者和消費者在迴圈交替的執行任務，場面非常和諧，是我們想要的正確結果。
1.2 執行緒“假死”版本當只有一個生產者和一個消費者時，wait 和 notify 方法不會有任何問題，然而將生產者增加到兩個時就會出現執行緒“假死”的問題了，程式的實現程式碼如下：
public class NotifyDemo { public static void main(String[] args) { // 建立工廠方法（工廠類的程式碼不變，這裡不再複述） Factory factory = new Factory(); // 生產者 Thread producer = new Thread(() -> { try { factory.put(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }, "生產者"); producer.start(); // 生產者 2 Thread producer2 = new Thread(() -> { try { factory.put(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }, "生產者2"); producer2.start(); // 消費者 Thread consumer = new Thread(() -> { try { factory.take(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }, "消費者"); consumer.start(); }}程式執行結果如下：
從以上結果可以看出，當我們將生產者的數量增加到 2 個時，就會造成執行緒“假死”阻塞執行的問題，當生產者 2 被喚醒又被阻塞之後，整個程式就不能繼續執行了。
執行緒“假死”問題分析我們先把以上程式的執行步驟標註一下，得到如下結果：
從上圖可以看出：當執行到第 ④ 步時，此時生產者為工作狀態，而生產者 2 和消費者為等待狀態，此時正確的做法應該是喚醒消費著進行消費，然後消費者消費完之後再喚醒生產者繼續工作；但此時生產者卻錯誤的喚醒了生產者 2，而生產者 2 因為佇列已經滿了，所以自身並不具備繼續執行的能力，因此就導致了整個程式的阻塞，流程圖如下所示：
正確執行流程應該是這樣的：
1.3 使用 Condition為了解決執行緒的“假死”問題，我們可以使用 Condition 來嘗試實現一下，Condition 是 JUC（java.util.concurrent）包下的類，需要使用 Lock 鎖來建立，Condition 提供了 3 個重要的方法：
await：對應 wait 方法；signal：對應 notify 方法；signalAll： notifyAll 方法。Condition 的使用和 wait/notify 類似，也是先獲得鎖然後在鎖中進行等待和喚醒操作，Condition 的基礎用法如下：
// 建立 Condition 物件Lock lock = new ReentrantLock();Condition condition = lock.newCondition();// 加鎖lock.lock();try { // 業務方法.... // 1.進入等待狀態 condition.await(); // 2.喚醒操作 condition.signal();} catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace();} finally { lock.unlock();}切記 Lock 的 lock.lock() 方法不能放入 try 程式碼中，如果 lock 方法在 try 程式碼塊之內，可能由於其它方法丟擲異常，導致在 finally 程式碼塊中， unlock 對未加鎖的物件解鎖，它會呼叫 AQS 的 tryRelease 方法（取決於具體實現類），丟擲 IllegalMonitorStateException 異常。
迴歸主題回到本文的主題，我們如果使用 Condition 來實現執行緒的通訊就可以避免程式的“假死”情況，因為 Condition 可以建立多個等待集，以本文的生產者和消費者模型為例，我們可以使用兩個等待集，一個用做消費者的等待和喚醒，另一個用來喚醒生產者，這樣就不會出現生產者喚醒生產者的情況了（生產者只能喚醒消費者，消費者只能喚醒生產者）這樣整個流程就不會“假死”了，它的執行流程如下圖所示：
瞭解了它的基本流程之後，咱們來看具體的實現程式碼。
基於 Condition 的工廠實現程式碼如下：
class FactoryByCondition { private int[] items = new int[1]; // 資料儲存容器(為了演示方便,設定容量最多儲存 1 個元素) private int size = 0; // 實際儲存大小 // 建立 Condition 物件 private Lock lock = new ReentrantLock(); // 生產者的 Condition 物件 private Condition producerCondition = lock.newCondition(); // 消費者的 Condition 物件 private Condition consumerCondition = lock.newCondition(); /** * 生產方法 */ public void put() throws InterruptedException { // 迴圈生產資料 do { lock.lock(); while (size == items.length) { // 注意不能是 if 判斷 // 生產者進入等待 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 進入阻塞"); producerCondition.await(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 被喚醒"); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 開始工作"); items[0] = 1; // 為了方便演示,設定固定值 size++; System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 完成工作"); // 喚醒消費者 consumerCondition.signal(); try { } finally { lock.unlock(); } } while (true); } /** * 消費方法 */ public void take() throws InterruptedException { // 迴圈消費資料 do { lock.lock(); while (size == 0) { // 消費者阻塞等待 consumerCondition.await(); } System.out.println("消費者工作~"); size--; // 喚醒生產者 producerCondition.signal(); try { } finally { lock.unlock(); } } while (true); }}兩個生產者和一個消費者的實現程式碼如下：
public class NotifyDemo { public static void main(String[] args) { FactoryByCondition factory = new FactoryByCondition(); // 生產者 Thread producer = new Thread(() -> { try { factory.put(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }, "生產者"); producer.start(); // 生產者 2 Thread producer2 = new Thread(() -> { try { factory.put(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }, "生產者2"); producer2.start(); // 消費者 Thread consumer = new Thread(() -> { try { factory.take(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }, "消費者"); consumer.start(); }}程式的執行結果如下圖所示：
從上述結果可以看出，當使用 Condition 時，生產者、消費者、生產者 2 會一直交替迴圈執行，執行結果符合我們的預期。
2.效能問題在上面我們演示 notify 會造成執行緒的“假死”問題的時候，一定有朋友會想到，如果把 notify 換成 notifyAll 執行緒就不會“假死”了。
這樣做法確實可以解決執行緒“假死”的問題，但同時會到來新的效能問題，空說無憑，直接上程式碼展示。
以下是使用 wait 和 notifyAll 改進後的程式碼：
/** * 工廠類,消費者和生產者透過呼叫工廠類實現生產/消費功能. */class Factory { private int[] items = new int[1]; // 資料儲存容器(為了演示方便,設定容量最多儲存 1 個元素) private int size = 0; // 實際儲存大小 /** * 生產方法 * @throws InterruptedException */ public synchronized void put() throws InterruptedException { // 迴圈生產資料 do { while (size == items.length) { // 注意不能是 if 判斷 // 儲存的容量已經滿了,阻塞等待消費者消費之後喚醒 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 進入阻塞"); this.wait(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 被喚醒"); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 開始工作"); items[0] = 1; // 為了方便演示,設定固定值 size++; System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 完成工作"); // 喚醒所有執行緒 this.notifyAll(); } while (true); } /** * 消費方法 * @throws InterruptedException */ public synchronized void take() throws InterruptedException { // 迴圈消費資料 do { while (size == 0) { // 生產者沒有資料,阻塞等待 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 進入阻塞(消費者)"); this.wait(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 被喚醒(消費者)"); } System.out.println("消費者工作~"); size--; // 喚醒所有執行緒 this.notifyAll(); } while (true); }}依舊是兩個生產者加一個消費者，實現程式碼如下：
public static void main(String[] args) { Factory factory = new Factory(); // 生產者 Thread producer = new Thread(() -> { try { factory.put(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }, "生產者"); producer.start(); // 生產者 2 Thread producer2 = new Thread(() -> { try { factory.put(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }, "生產者2"); producer2.start(); // 消費者 Thread consumer = new Thread(() -> { try { factory.take(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }, "消費者"); consumer.start();}執行的結果如下圖所示：
透過以上結果可以看出：當我們呼叫 notifyAll 時確實不會造成執行緒“假死”了，但會造成所有的生產者都被喚醒了，但因為待執行的任務只有一個，因此被喚醒的所有生產者中，只有一個會執行正確的工作，而另一個則是啥也不幹，然後又進入等待狀態，這就行為對於整個程式來說，無疑是多此一舉，只會增加執行緒排程的開銷，從而導致整個程式的效能下降。
反觀 Condition 的 await 和 signal 方法，即使有多個生產者，程式也只會喚醒一個有效的生產者進行工作，如下圖所示：
生產者和生產者 2 依次會被交替的喚醒進行工作，所以這樣執行時並沒有任何多餘的開銷，從而相比於 notifyAll 而言整個程式的效能會提升不少。
總結本文我們透過程式碼和流程圖的方式演示了 wait 方法和 notify/notifyAll 方法的使用缺陷，它的缺陷主要有兩個，一個是在極端環境下使用 notify 會造成程式“假死”的情況，另一個就是使用 notifyAll 會造成效能下降的問題，因此在進行執行緒通訊時，強烈建議使用 Condition 類來實現。
PS：有人可能會問為什麼不用 Condition 的 signalAll 和 notifyAll 進行效能對比？而使用 signal 和 notifyAll 進行對比？我只想說，既然使用 signal 可以實現此功能，為什麼還要使用 signalAll 呢？這就好比在有暖氣的 25 度的房間裡，穿一件短袖就可以了，為什麼還要穿一件棉襖呢？