moxa 的e1212用法 -回复

moxa 的e1212用法-回复ReentrantLock（可重入锁）是Java中的一种同步工具，它提供了比synchronized关键字更为灵活的线程同步机制。

ReentrantLock内部维护了一个同步队列（AQS，AbstractQueuedSynchronizer），使用该队列中的节点（Node）来管理等待获取锁的线程。

在ReentrantLock的内部，还有一种重要的概念，即Condition（条件）。

Condition对象是由ReentrantLock创建的，它提供了一种线程间的协议，用于控制线程的等待（await）和唤醒（signal）操作。

本文将详细探讨ReentrantLock的Condition原理，并解释如何使用它来实现多线程之间的协作。

一、Condition的基本概念
Condition接口提供了一种线程阻塞和唤醒的机制，以及一些与锁绑定的条件（condition），它与ReentrantLock紧密关联。

每个Condition对象都与一个ReentrantLock关联，并通过ReentrantLock进行创建。

与Object类中的wait和notify方法类似，Condition提供了await和signal 方法来实现线程的等待和唤醒操作。

Condition的主要方法包括：
1. await()：使当前线程进入等待状态，同时释放当前线程对应的锁，直到被其他线程调用signal或signalAll方法唤醒。

2. awaitUninterruptibly()：与await方法相比，该方法不会响应中断，不会抛出InterruptedException异常。

3. signal()：唤醒一个等待在该Condition上的线程，如果有多个线程在等待，则只唤醒其中一个。

4. signalAll()：唤醒所有等待在该Condition上的线程。

二、Condition的底层实现
在深入探究Condition的原理之前，我们先来了解ReentrantLock的底层实现。

ReentrantLock是基于AQS实现的。

AQS （AbstractQueuedSynchronizer）是Java中同步器的基础抽象类，其通过内部的同步队列来管理同步状态和线程的等待与唤醒。

ReentrantLock通过AQS中的一个FIFO双向链表来管理等待获取锁的线程。

当一个线程获取到锁之后，它会进入独占模式，然后执行相应逻辑。

而其他线程在尝试获取锁时，会进入同步队列的等待状态。

在Condition底层实现的通信过程中，涉及到了四个关键的对象：Condition对象、AQS对象、Node对象和CLH队列。

1. Condition对象：Condition对象是由ReentrantLock创建的，它与AQS相关联。

通过Condition对象，我们可以创建多个条件（condition）。

2. AQS对象：AQS对象是ReentrantLock内部的同步队列，它维护了等待获取锁的线程的状态。

线程在获取锁失败时，会被封装成一个Node，然后插入到AQS队列中。

3. Node对象：Node对象表示等待队列中的每个节点，每个Node对象中都保存着一个线程的引用和相应的等待状态（如SIGNAL、CONDITION 等）。

4. CLH队列：CLH队列是AQS中的另一个重要概念，它采用一种自旋锁的方式，用于管理线程之间的争用和等待。

三、Condition的等待与唤醒过程
现在我们来详细分析Condition的等待与唤醒过程。

当一个线程调用Condition的await方法后，它会进入等待状态，并释放锁资源。

具体的过程如下：
1. 线程通过ReentrantLock的lock方法获得锁，然后调用Condition的await方法，此时线程将被封装为一个Node对象，并插入到AQS的等待队列中。

2. 当一个线程调用Condition的await方法后，它会将锁释放，这时其
他线程可以获得锁。

3. 释放锁之后，当前线程会进入AQS的CLH队列自旋，直到被唤醒。

4. 当锁被其他线程释放并重新获取时，一系列的CAS操作将在AQS的CLH队列中进行，判断当前线程是否应该被唤醒。

5. 当某个线程再次获得锁资源时，它将调用Condition的signal方法来唤醒等待队列中的一个线程。

6. 被唤醒的线程将从等待队列中移除，并尝试重新获取锁资源。

四、Condition的应用场景和使用示例
Condition常用于多线程协作的场景中，通过控制线程的等待和唤醒来实现线程间的协作。

下面是一个使用Condition的示例，通过生产者和消费者模式来说明：
java
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class ProducerAndConsumer {
private int count = 0;
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
private Condition notFull = lock.newCondition();
private Condition notEmpty = lock.newCondition();
public void produce() {
lock.lock();
try {
while (count == 10) {
notFull.await();
}
count++;
System.out.println("生产者生产，当前数量：" + count);
notEmpty.signal();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
public void consume() {
lock.lock();
try {
while (count == 0) {
notEmpty.await();
}
count;
System.out.println("消费者消费，当前数量：" + count);
notFull.signal();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
在上面的示例中，当生产者要生产商品时，如果仓库已满，它会调用notFull.await()方法进入等待状态。

当消费者要消费商品时，如果仓库为空，它会调用notEmpty.await()方法进入等待状态。

当生产者生产完商品后，通过调用notEmpty.signal()方法唤醒一个等待的消费者；消费者消费完商品后，通过调用notFull.signal()方法唤醒一个等待的生产者。

通过Condition的await()、signal()和signalAll()方法，我们可以实现更加精细的线程交互，从而实现多线程之间的协作。

总结：
本文详细介绍了ReentrantLock的Condition原理，包括Condition的基本概念、底层实现、等待与唤醒过程以及使用示例。

Condition提供了一种灵活的线程同步机制，通过控制线程的等待和唤醒来实现多线程之间的协作。

对于需要更精细控制的线程交互场景，Condition是一种非常有用的工具。

有了Condition，我们可以更好地实现生产者和消费者模式、读写锁等常见的多线程场景。