面试题：Java多线程编程中条件变量的基础应用

Question

在Java多线程编程中，简述条件变量（Condition）相较于传统wait/notify机制的优势，并举例说明如何使用Condition实现线程间的协作，要求写出关键代码片段。

Answer 1

优势

1. 更细粒度的控制：传统的wait/notify机制是基于对象的监视器，一个对象只能有一个等待队列。而Condition可以为每个对象创建多个等待队列，允许线程在不同条件下等待和唤醒，实现更细粒度的线程控制。
2. 灵活性更高：Condition提供了更丰富的方法，如awaitUninterruptibly（不响应中断等待）、signalAll（唤醒所有等待在该条件上的线程）等，能满足更复杂的线程协作场景。
3. 性能优化：在某些场景下，通过Condition可以减少不必要的线程唤醒，提高系统性能。

关键代码示例

import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class ConditionExample {
    private final Lock lock = new ReentrantLock();
    private final Condition condition = lock.newCondition();
    private boolean flag = false;

    public void producer() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (flag) {
                condition.await();
            }
            // 生产数据的逻辑
            System.out.println("Producing data...");
            flag = true;
            condition.signalAll();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void consumer() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (!flag) {
                condition.await();
            }
            // 消费数据的逻辑
            System.out.println("Consuming data...");
            flag = false;
            condition.signalAll();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

在上述代码中，producer方法和consumer方法通过Condition实现了线程间的协作。producer在数据已存在时等待，生产完数据后唤醒consumer；consumer在数据不存在时等待，消费完数据后唤醒producer。