详解AQS中的condition源码原理

摘要:condition用于显式的等待通知,等待过程可以挂起并释放锁,唤醒后重新拿到锁 。
本文分享自华为云社区《AQS中的condition源码原理详细分析》,作者:breakDawn 。
condition的用法condition用于显式的等待通知,等待过程可以挂起并释放锁,唤醒后重新拿到锁 。
和直接用lock\unlock去做等待通知的区别在于,lock是不会释放锁的,但是利用的condition的await则可以,且唤醒后会自动重新拿回锁 。
Lock lock = new ReentrantLock();Condition condition = lock.newCondition();public void conditionWait() throws InterruptedException { lock.lock(); try { // if(xxxx)判断不满足条件,等待,释放锁 condition.await(); } finally { lock.unlock(); }}public void conditionSignal() throws InterruptedException { lock.lock(); try { // 做完事情了,通知condition上等待的开始抢占 condition.signal(); } finally { lock.unlock(); }}也提供了一些支持中断、支持超时的等待方法
condition 和 object.wait/notify的区别
  1. object的wait依赖sync,只能最多有一个等待队列 。而通过newCondition可以制造多个等待队列
  2. wait不支持中断,而condition支持
  3. condition支持等待特定时间
condition原理分析超大原理流程图
  • await(),简单来讲就是把当前线程放入condition的等待队列中,然后调用LockSupport.park拉起线程 。如果被其他线程通过signal唤醒,则放入同步队列中竞争锁,竞争成功则返回,否则继续竞争 。
  • signal方法,就是拿到condition的等待队列头节点,用cas修改节点状态,改成功则唤醒线程 。但有可能被别人抢先,所以需要cas操作 。

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代码结构部分:? Lock提供了newCondition接口给外部锁调用
? 而newCondition()返回的Condition是一个接口
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? 这个接口的实现类是ConditionObject,放在AQS抽象类的内部类中
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原理实现部分等待队列
  • 每个condition都有一个属于自己的等待队列
  • 每次调用condition.await,就插入到等待队列尾部
  • 等待队列插入封装线程的节点时不需要在尾部CAS,因为必须先获取锁,才能调用await,因此不用CAS竞争
  • 每个Lock只有一个同步队列(用于lock()时阻塞和竞争用),但是可能会有多个等待队列(用于condition的await)
等待过程
  1. 添加线程到condition的等待队列尾部
  2. 释放占用的锁,并唤醒同步队列的后继节点
  3. 此时肯定不在aqs的同步队列中了,用park方法进入阻塞状态
  4. 被唤醒,唤醒时可能是通过sign()被人放入了同步队列,也可能是被中断唤醒,因此要做checkInterruptWhileWaiting检查看是否继续,如果同意继续,就继续睡眠,直到进入同步队列
  5. 尝试acquireQueued竞争和抢占state同步状态
  6. 退出前,顺带用unlinkCancelledWaiters清理已经不是CONDITION状态的等待队列节点
public final void await() throws InterruptedException { if (Thread.interrupted()) throw new InterruptedException(); // 添加本线程到等待队列尾部 Node node = addConditionWaiter(); // 释放锁,唤醒同步队列中的后继节点 int savedState = fullyRelease(node); int interruptMode = 0; // 如果已经在同步队列中了,说明被成功sign唤醒 while (!isOnSyncQueue(node)) { // 阻塞挂起 LockSupport.park(this); // 确认是否需要中断时就退出 if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0) break; } // 在同步队列中,那就按同步队列的规则在队列中用CAS竞争同步状态 if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE) interruptMode = REINTERRUPT; // 清理已经不是CONDITION状态的等待队列节点 if (node.nextWaiter != null) unlinkCancelledWaiters(); if (interruptMode != 0) reportInterruptAfterWait(interruptMode);}

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