Lock中的Condition源码解析
为什么要有condition及使用场景
查看condition接口里的方法有:
而Object的方法有:
都说condition是对Object 的补充,那么到底是补充了什么?
Object的wait、notify是和synchronized关键字组合的,而condition是和Lock配合使用,不同的是同一个Lock可以有多个对应的condition来对线程做更细致的控制,而Object做不到这点,比如生产者和消费者的场景,以LinkedBlockingDueue双端阻塞队列为例,底层实现是一个ReentrantLock 和 该锁对应的两个condition:
生产线程往链表里放入元素后,会唤醒等待的消费线程,当消费线程从链表里消费元素时,同样会唤醒被阻塞的生产者线程。而如果使用Object是满足不了的。
综上总结一下,在对同一个共享资源(同一个锁)做竞争的线程里,如果这些线程有多个角色,并且又需要对多个角色的线程做更细致的控制,这时候就需要使用condition和Lock的组合。
关键API源码解析
这里重点看下condition的wait和signal方法:
我们使用最多的是AQS(如果不了解AQS是啥,可以看下我上一篇文章),所以这里以AQS里的实现源码来分析。首先还是了解下condition实现的思路,每个condition里维护了一个链表,用来存储等待的线程
public final void await() throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
//把当前线程包装成node,放到当前condition对象维护的链表尾部
Node node = addConditionWaiter();
//释放当前线程获得的锁,并唤醒等待的线程
int savedState = fullyRelease(node);
int interruptMode = 0;
//查看当前线程是否在同步队列里,如果在同步队列里,说明线程已经被阻塞,不在同步队列里的话,则需要阻塞线程
//这里所说的同步队列就是当前condition实例所在的AQS实例的同步队列
//如果一个线程获得了锁,那么这个线程会从同步队列里移除,代码见acquireQueued(final Node node, int arg)方法
while (!isOnSyncQueue(node)) {
//阻塞线程
LockSupport.park(this);
//检查node的waitStatus状态,如果线程在等待过程中被中断会抛出异常
//因为正常被唤醒的Node的waitStatus为0,这个需要从AQS的release(int arg)的unparkSuccessor(Node node)里能看到
if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
break;
}
//当线程被唤醒 或者 线程本来就在同步队列里,则走到这里,会尝试竞争锁资源
//线程走出acquireQueued()方法说明线程竞争到了锁,线程跳出阻塞状态的方式有两种,一种是被正常唤醒,一种是被打断。
//acquireQueued方法返回true表明线程是被打断
if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)
interruptMode = REINTERRUPT;
if (node.nextWaiter != null) // clean up if cancelled
unlinkCancelledWaiters();
if (interruptMode != 0)
//如果线程被打断,则此处需要继续阻塞知道被唤醒
reportInterruptAfterWait(interruptMode);
}
public final void signal() {
if (!isHeldExclusively())
throw new IllegalMonitorStateException();
Node first = firstWaiter;
if (first != null)
doSignal(first);
}
private void doSignal(Node first) {
do {
if ( (firstWaiter = first.nextWaiter) == null)
lastWaiter = null;
first.nextWaiter = null;
} while (!transferForSignal(first) &&
(first = firstWaiter) != null);
}
//主要逻辑就是把节点从condition的等待队列里拿出来放到lock的同步队列的尾部,让AQS来负责唤醒线程
final boolean transferForSignal(Node node) {
/*
* If cannot change waitStatus, the node has been cancelled.
*/
if (!compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0))
return false;
/*
* Splice onto queue and try to set waitStatus of predecessor to
* indicate that thread is (probably) waiting. If cancelled or
* attempt to set waitStatus fails, wake up to resync (in which
* case the waitStatus can be transiently and harmlessly wrong).
*/
Node p = enq(node);
int ws = p.waitStatus;
if (ws > 0 || !compareAndSetWaitStatus(p, ws, Node.SIGNAL))
LockSupport.unpark(node.thread);
return true;
}