一、Condition的概念

介绍

回忆 synchronized 关键字,它配合 Object 的 wait()、notify() 系列方法可以实现等待/通知模式。

对于 Lock,通过 Condition 也可以实现等待/通知模式。

Condition 是一个接口。
Condition 接口的实现类是 Lock(AQS)中的 ConditionObject。
Lock 接口中有个 newCondition() 方法,通过这个方法可以获得 Condition 对象(其实就是 ConditionObject)。
因此,通过 Lock 对象可以获得 Condition 对象。

二、Condition的实现分析

实现

ConditionObject 类是 AQS 的内部类,实现了 Condition 接口。

可以看到,等待队列和同步队列一样,使用的都是同步器 AQS 中的节点类 Node。
同样拥有首节点和尾节点,
每个 Condition 对象都包含着一个 FIFO 队列。
结构图:

等待

调用 Condition 的 await() 方法会使线程进入等待队列,并释放锁,线程状态变为等待状态。

分析上述方法的大概过程:

  1. 将当前线程创建为节点,加入等待队列;
  2. 释放锁,唤醒同步队列中的后继节点;
  3. while循环判断节点是否放入同步队列:
  • 没有放入,则阻塞,继续 while 循环(如果已经中断了,则退出)
  • 放入,则退出 while 循环,执行后面的判断
  1. 退出 while 说明节点已经在同步队列中,调用 acquireQueued() 方法加入同步状态竞争。
  2. 竞争到锁后从 await() 方法返回,即退出该方法。

addConditionWaiter() 方法:

过程分析:同步队列的首节点移动到等待队列。加入尾节点之前会清除所有状态不为 Condition 的节点。

通知

调用 Condition 的 signal() 方法,可以唤醒等待队列的首节点(等待时间最长),唤醒之前会将该节点移动到同步队列中。

过程:

  1. 先判断当前线程是否获取了锁;
  2. 然后对首节点调用 doSignal() 方法。

过程:

  1. 修改首节点;
  2. 调用 transferForSignal() 方法将节点移动到同步队列。

调用同步器的 enq 方法,将节点移动到同步队列,
满足条件后使用 LockSupport 唤醒该线程。

当 Condition 调用 signalAll() 方法:

可以看到 doSignalAll() 方法使用了 do-while 循环来唤醒每一个等待队列中的节点,直到 first 为 null 时,停止循环。

一句话总结 signalAll() 的作用:将等待队列中的全部节点移动到同步队列中,并唤醒每个节点的线程。

总结

整个过程可以分为三步:

第一步:一个线程获取锁后,通过调用 Condition 的 await() 方法,会将当前线程先加入到等待队列中,并释放锁。然后就在 await() 中的一个 while 循环中判断节点是否已经在同步队列,是则尝试获取锁,否则一直阻塞。

第二步:当线程调用 signal() 方法后,程序首先检查当前线程是否获取了锁,然后通过 doSignal(Node first) 方法将节点移动到同步队列,并唤醒节点中的线程。

第三步:被唤醒的线程,将从 await() 中的 while 循环中退出来,然后调用 acquireQueued() 方法竞争同步状态。竞争成功则退出 await() 方法,继续执行。

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01-29 20:33