Java高併發22-AQS條件變量的支持

一、入隊操作

• 當一個線程獲取鎖失敗之後會被轉換爲Node節點，然後會使用enq方法，將該節點插入到AQS的阻塞隊列，下面看一下這個方法如何實現

 private Node enq(final Node node) {
  for(;;) {
   Node t = tail;
   if( t == null) {
    if(compareAndSetHead(new Node())) {
     tail = head;
    }
   }else {
    node.prev = t;
    if(compareAndSetTail(t,node)) {
     t.next = node;
    }
   }
  }
 }

• 解析：進入到第一次循環，tail和head此時都是null，如圖default,然後讓t指向tail，即null，如圖I，此時都是null，然後隨便產生一個實例，也就是II所示，讓head指向它，然後執行語句，讓tail也指向它；
• 接下來進行第二次循環，讓t也指向這個實例，如圖III，然後進入到else語句，先讓node的前向指向哨兵，如圖IV;然後，把tail設置爲node,在把哨兵的next指向tail,如圖VI，也就結束了。

二、AQS-條件變量的支持

• notify和wait方法是配合synchronized內置鎖實現線程同步的，條件變量的signal和await方法也是用來配合鎖（使用AQS實現的鎖），實現線程間同步的基礎設施
• 它們的不同在於,synchronized同時只能與一個共享變量的notify或者wait方法實現同步，而AQS的一個鎖可以對應多個條件變量，我們先看下面的例子

package com.ruigege.LockSourceAnalysis6;

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

public class TestReentrantLock {

 public static void main(String[] args) {
  ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
  Condition condition = lock.newCondition();
  // Condition類是鎖對應的一個條件變量，一個lock對象是可以創建多個條件變量的
  
  lock.lock(); // 首先獲取獨佔鎖
  try {
   System.out.println("begin wait");
   condition.await(); // 阻塞當前線程，當其他線程調用條件變量的signal方法的時候，被阻塞的線程就會這
   // 這裏放回，需要注意的是和調用Object的wait方法一樣，如果在沒有獲取鎖之前調用了
   // 條件變量的await方法，就會拋出java.lang.IllegalMonitorStateException
   System.out.println("end wait");
  }catch(Exception e) {
   e.printStackTrace();
  }finally {
   lock.unlock(); // 釋放了鎖
  }
  
  lock.lock();
  
  try {
   System.out.println("begin signal");
   condition.signal();
   System.out.println("end signal");
  }catch(Exception e) {
   e.printStackTrace();
  }finally {
   lock.unlock();
  }
 }
}

22.2

• 其實這裏的Lock對象就相當於synchronized加上了共享變量，調用lock.lock()就相當於進入了synchronized塊（獲取了共享變量的內置鎖），調用lock.unlock()方法就相當於推出了synchronized塊，調用條件變量的signal方法就相當於調用共享變量的notify方法，signalAll()相當於notifyAll()方法
• 在上面的代碼中，lock.newCondition()的作用其實就是new了一個在AQS內部聲明的ConditionObject對象，ConditionObject是AQS的內部類，可以方法AQS內部的變量（例如狀態變量state）和方法，在每個條件變量內部都維護了一個條件隊列，用來存放調用條件變量的await（）方法時被阻塞的線程，注意這個條件隊列和AQS隊列不是一回事。
• 下面便是await方法源碼，當線程調用條件變量的await()方法時（必須先調用鎖的lock方法獲取鎖），在內部會構造一個類型爲Node.CONDITION的node節點，然後將該節點插入到條件隊列末尾，之後當前線程會釋放獲取得鎖（也就是會操作鎖對應的state變量的值），並被阻塞掛起，這時候如果有其他線程調用lock.lock()嘗試獲取鎖，就會有一個線程獲取到鎖，如果獲取到的鎖的線程調用了條件變量的await方法，則該線程會被放入到條件變量的阻塞隊列中，然後釋放獲取到的鎖，在await方法處阻塞。

 public final void await() throws InterruptedException {
  if(Thread.interrupted()) {
   throw new InterruptedException();
  }
  // 創建新的Node節點，並且插入到條件隊列末尾
  Node node = addContionWaiter();
  // 釋放當前線程獲取到的鎖
  int savedState = fullyRelease(node);
  int interruptMode = 0;
  // 調用park方法阻塞掛起當前線程
  while(!isOnSyncQueue(node)) {
   LockSupport.park(this);
   if((interruprMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0) {
    break;
   }
  }
 }

三、源碼：

• 所在包：com.ruigege.ConcurrentListSouceCodeAnalysis5
• https://github.com/ruigege66/ConcurrentJava
• CSDN：https://blog.csdn.net/weixin_44630050
• 博客園：https://www.cnblogs.com/ruigege0000/
• 歡迎關注微信公衆號：傅里葉變換，個人賬號，僅用於技術交流