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在《基于线程、并发的基本概念(详解)》中,我们利用synchronized关键字、Queue队列、以及Object监视器方法实现了生产者消费者,介绍了有关线程的一些基本概念。Object类提供的wait的方法和notifyAll方法,与之对应的是Condition接口提供是await和signalAll。await(或wait)是让当前线程进入等待状态并释放锁,signalAll(或notifyAll)则是唤醒等待中的线程,使得等待中的线程有竞争锁的资格,注意只是资格,并不代表被唤醒的线程就一定会获得锁。
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1. AQS的同步队列如下图所示,一个头结点head指向队首,一个tail指向队尾,当线程调用lock()方法获取锁而未成功时,线程被构造成节点加入到队尾。(图中NodeA是同步队列的第一个节点,也就是获得同步状态的节点)
2.NodeA调用await()方法时,NodeA从AQS同步队列中移除,自然也就释放了锁,NodeA此时被加入到Condition的等待队列中,等待signal信号,如下图所示。
3.执行完第2步后,此时NodeB在同步队列中处于第一个节点位置,即获取到了锁,如果NodeB此时执行signal(或者signalAll)方法,NodeA将会从Condition等待队列中被移除即被唤醒,加入到同步队列中,此时NodeA仅仅是被唤醒有了在同步队列中争夺资源的资格,并不代表被唤醒后就立即获得锁,如下图所示。
4. 最后NodeB在signal执行完毕后,调用unLock方法释放锁,此时NodeA处于队首,并争夺同步状态。
以上是AQS的“同步队列”和Condition的“等待队列”之间相互协作的过程,下面从源码解析Condition的主要方法await、signal、signalAll。
public final void await() throws InterruptedException{ if (Thread.interrupted()) //线程被中断则抛出中断异常 throw new InterruptedException(); Node node = addConditionWaiter(); //将线程构造为Node节点 long savedState = fullyRelease(node); //释放锁,返回同步状态 int interruptMode = 0; while (!isOnSyncQueue(node)) { //循环判断当前节点是否在同步队列中 LockSupport.park(this); if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0) break; //检查节点在处于等待状态时是否被中断 } //在跳出了循环,即被signal唤醒后重新加入了同步队列后,开始重新竞争锁 if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE) //acquireQueued自旋获取锁,具体分析见《2.从AbstractQueuedSynchronizer(AQS)说起(1)——独占模式的锁获取与释放》中对获取同步状态的解析 interruptMode = REINTERRUPT; if (node.nextWaiter != null) unlinkCancelledWaiters(); //如果节点从等待状态转换为在同步队列中,并且也已经获得了锁,此时将断开此节点后面的等待节点 if (interruptMode != 0) reportInterruptAfterWait(interruptMode); }