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Java多線程進(jìn)階（八）—— J.U.C之locks框架：AQS的Conditon等待(3)

ityouknow / 1794人閱讀

摘要：關(guān)于接口的介紹，可以參見多線程進(jìn)階二鎖框架接口。最終線程釋放了鎖，并進(jìn)入阻塞狀態(tài)。當(dāng)線程被通知喚醒時(shí)，則是將條件隊(duì)列中的結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換成等待隊(duì)列中的結(jié)點(diǎn)，之后的處理就和獨(dú)占功能完全一樣。

本文首發(fā)于一世流云的專欄：https://segmentfault.com/blog...
一、本章概述

本章將繼續(xù)以ReentrantLock的調(diào)用為例，說明AbstractQueuedSynchronizer提供的Conditon等待功能。關(guān)于Conditon接口的介紹，可以參見：Java多線程進(jìn)階（二）—— juc-locks鎖框架：接口。

二、Condition接口的實(shí)現(xiàn)

J.U.C包提供了Conditon接口，用以對(duì)原生的Object.wait()、Object.notify()進(jìn)行增強(qiáng)。

Condition接口的實(shí)現(xiàn)類其實(shí)是在AQS中——ConditionObject，ReentranLock的newConditon方法其實(shí)是創(chuàng)建了一個(gè)AbstractQueuedSynchronizer.ConditionObject對(duì)象：

Condition作為AQS的內(nèi)部類，復(fù)用了AQS的結(jié)點(diǎn)，維護(hù)一個(gè)條件隊(duì)列，隊(duì)列初始時(shí)的結(jié)構(gòu)如下：

示例 
假設(shè)現(xiàn)在有3個(gè)線程：ThreadA、ThreadB、ThreadC，一個(gè)Conditon實(shí)現(xiàn)對(duì)象。
ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
Conditon con = lock.newConditon();

線程將以以下的時(shí)序調(diào)用：

//ThreadA先調(diào)用lock方法獲取到鎖，然后調(diào)用con.await()

//ThreadB獲取鎖，調(diào)用con.signal()喚醒ThreadA

//ThreadB釋放鎖
1. ThreadA獲取到鎖后，首先調(diào)用await方法

上述方法，先對(duì)線程中斷做一次預(yù)判斷，然后將線程包裝成結(jié)點(diǎn)插入【條件隊(duì)列】，插入完成后，條件隊(duì)列的結(jié)構(gòu)如下：

我們知道，await()方法會(huì)釋放當(dāng)前線程持有的鎖，這個(gè)過程其實(shí)就是fullyRelease方法的作用：

然后，判斷當(dāng)前結(jié)點(diǎn)是不是在【等待隊(duì)列】中，不在的話就會(huì)阻塞線程。
最終線程A釋放了鎖，并進(jìn)入阻塞狀態(tài)。

2. ThreadB獲取到鎖后，首先調(diào)用signal方法

由于Condition的signal方法要求線程必須獲得與此Condition對(duì)象相關(guān)聯(lián)的鎖，所以這里有個(gè)中斷判斷：

然后，會(huì)調(diào)用doSignal方法，刪除條件隊(duì)列中的隊(duì)首CONDITION類型結(jié)點(diǎn)：

刪除完成后，transferForSignal方法會(huì)將CONDITON結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為初始結(jié)點(diǎn)，并插入【等待隊(duì)列】：

此時(shí)，【條件隊(duì)列】已經(jīng)空了：

而ThreadA被包裝成新結(jié)點(diǎn)后，插入【等待隊(duì)列】：

3. ThreadB釋放鎖

終于ThreadB釋放了鎖，釋放成功后，會(huì)調(diào)用unparkSuccessor方法（參加AQS獨(dú)占功能的講解），喚醒隊(duì)列中的首結(jié)點(diǎn)：

最終等待隊(duì)列結(jié)構(gòu)如下：

4. ThreadA從喚醒處繼續(xù)執(zhí)行

ThreadA被喚醒后，從await方法的阻塞處開始繼續(xù)往下執(zhí)行：

之后會(huì)調(diào)用acquireQueued方法再次嘗試獲取鎖，獲取成功后，最終等待隊(duì)列狀態(tài)如下：

三、總結(jié)

本章以ReentrantLock的公平鎖為例，分析了AbstractQueuedSynchronizer的Condition功能。
通過分析，可以看到，當(dāng)線程在指定Condition對(duì)象上等待的時(shí)候，其實(shí)就是將線程包裝成結(jié)點(diǎn)，加入了條件隊(duì)列，然后阻塞。當(dāng)線程被通知喚醒時(shí)，則是將條件隊(duì)列中的結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換成等待隊(duì)列中的結(jié)點(diǎn)，之后的處理就和獨(dú)占功能完全一樣。

除此之外，Condition還支持限時(shí)等待、非中斷等待等功能，分析思路是一樣的，讀者可以自己去閱讀AQS的源碼，通過使用示例，加入調(diào)試斷點(diǎn)一步步看內(nèi)部的調(diào)用流程，主干理順了之后，再看其它分支，其實(shí)是異曲同工的。

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