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
- 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
- wait不支持中断,而condition支持
- 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。
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
这个接口的实现类是ConditionObject,放在AQS抽象类的内部类中
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
- 添加线程到condition的等待队列尾部
- 释放占用的锁,并唤醒同步队列的后继节点
- 此时肯定不在aqs的同步队列中了, 用park方法进入阻塞状态
- 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
- 尝试acquireQueued竞争和抢占state同步状态
- 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); }
唤醒过程signal()
1.检查调用signal时,是否当前线程获取了锁,不是则抛异常
if (!isHeldExclusively()) throw new IllegalMonitorStateException();
2.获取condition队列中的第一个等待节点
Node first = firstWaiter; if (first != null) doSignal(first);
3.用CAS清除CONDITION状态
if (!node.compareAndSetWaitStatus(Node.CONDITION, 0)) return false;
4.调用AQS的enq(firstWaitNode),将这个节点放入到同步队列的队尾(需要CAS支撑?因为可能是共享的,即使获取了锁也需要竞争)
Node p = enq(node);
5.移动入同步队列成功后(可能经历了几次CAS),再用unpark方法唤醒,那个线程就进入了上面代码中Park之后的部分了
int ws = p.waitStatus; if (ws > 0 || !p.compareAndSetWaitStatus(ws, Node.SIGNAL)) LockSupport.unpark(node.thread);
6.如果是signalAll方法,则等待队列中每个节点都执行一次signal方法,全部移入同步队列中并唤醒(唤醒后他们很可能还会因为抢不到资源而阻塞,但队列位置不同了,也无法再通过sign唤醒了)
do { Node next = first.nextWaiter; first.nextWaiter = null; transferForSignal(first); first = next; } while (first != null);
标签:同步,AQS,队列,等待,源码,lock,唤醒,condition From: https://www.cnblogs.com/huaweiyun/p/16854509.html