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Java Condition 对象 wait 方法使用与修复方案

news 2025/8/17 7:33:30

在 Java 中，java.util.concurrent.locks.Condition 接口提供了类似监视器的方法（await(), signal(), signalAll()）来实现线程间的协调。正确使用 Condition 对象需要遵循特定模式以避免常见问题。

常见问题及修复方案

1. 虚假唤醒问题

问题：线程可能在未收到信号的情况下从 await() 返回（虚假唤醒），如果使用 if 检查条件，可能导致条件不满足时继续执行。

java

lock.lock();
try {if (!condition) { // ❌ 错误：使用if检查条件condition.await();}// 执行操作
} finally {lock.unlock();
}

修复：始终使用 while 循环检查条件：

java

lock.lock();
try {while (!condition) { // ✅ 正确：循环检查条件condition.await();}// 执行操作
} finally {lock.unlock();
}

2. 未持有锁时调用方法

问题：在未持有锁的情况下调用 await(), signal() 或 signalAll() 会抛出 IllegalMonitorStateException。

java

Condition condition = lock.newCondition();
condition.await(); // ❌ 错误：未持有锁

修复：确保在持有锁时调用这些方法：

java

lock.lock();
try {condition.await(); // ✅ 正确：持有锁
} finally {lock.unlock();
}

3. 信号丢失问题

问题：在调用 await() 之前调用 signal() 可能导致信号丢失。

java

// 线程A
lock.lock();
try {condition.signal(); // ❌ 可能丢失信号
} finally {lock.unlock();
}// 线程B稍后调用await()

修复：确保在调用 await() 之前已经检查条件：

java

lock.lock();
try {while (!condition) {condition.await(); // ✅ 安全等待}
} finally {lock.unlock();
}

4. 忘记唤醒等待线程

问题：修改条件后忘记调用 signal() 或 signalAll()，导致等待线程永远阻塞。

java

lock.lock();
try {condition = true; // 修改条件// 忘记调用 signal() ❌
} finally {lock.unlock();
}

修复：在修改条件后立即发出信号：

java

lock.lock();
try {condition = true;condition.signalAll(); // ✅ 唤醒所有等待线程
} finally {lock.unlock();
}

5. 未处理中断

问题：await() 可能被中断，如果未处理中断，可能导致意外行为。

java

try {condition.await(); // ❌ 未处理中断异常
} catch (InterruptedException e) {// 未处理中断
}

修复：正确处理中断：

java

try {condition.await();
} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt(); // ✅ 重新设置中断状态// 处理中断
}

6. 未使用超时导致永久阻塞

问题：如果条件永远不满足，线程可能永久阻塞。

java

condition.await(); // ❌ 可能永久阻塞

修复：使用带超时的 await 方法：

java

if (condition.await(5, TimeUnit.SECONDS)) {// 在超时前收到信号
} else {// 处理超时情况 ✅
}

7. 错误选择 signal() 和 signalAll()

问题：在不合适的场景使用 signal() 而不是 signalAll() 可能遗漏唤醒。

java

condition.signal(); // ❌ 可能只唤醒一个线程，但多个线程在等待

修复：根据需求选择合适的唤醒方法：

java

// 当只需要唤醒一个线程时
condition.signal(); // ✅ 唤醒单个线程// 当需要唤醒所有等待线程时
condition.signalAll(); // ✅ 唤醒所有线程

完整正确示例

java

import java.util.concurrent.locks.*;public class ConditionExample {private final Lock lock = new ReentrantLock();private final Condition condition = lock.newCondition();private boolean resourceReady = false;public void consumer() {lock.lock();try {// 循环检查条件，防止虚假唤醒while (!resourceReady) {try {// 等待并处理中断condition.await();} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();// 处理中断逻辑return;}}// 资源就绪，执行操作System.out.println("Resource consumed");} finally {lock.unlock();}}public void producer() {lock.lock();try {// 准备资源resourceReady = true;// 唤醒所有等待线程condition.signalAll();System.out.println("Resource produced");} finally {lock.unlock();}}public static void main(String[] args) {ConditionExample example = new ConditionExample();// 创建消费者线程Thread consumerThread = new Thread(example::consumer);consumerThread.start();// 稍等片刻try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();}// 创建生产者线程new Thread(example::producer).start();}
}