Java高并发22-AQS条件变量的支持

一、入队操作

• 当一个线程获取锁失败之后会被转换为Node节点，然后会使用enq方法，将该节点插入到AQS的阻塞队列，下面看一下这个方法如何实现

 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：进入到第一次循环，tail和head此时都是null，如图default,然后让t指向tail，即null，如图I，此时都是null，然后随便产生一个实例，也就是II所示，让head指向它，然后执行语句，让tail也指向它；
• 接下来进行第二次循环，让t也指向这个实例，如图III，然后进入到else语句，先让node的前向指向哨兵，如图IV;然后，把tail设置为node,在把哨兵的next指向tail,如图VI，也就结束了。

二、AQS-条件变量的支持

• notify和wait方法是配合synchronized内置锁实现线程同步的，条件变量的signal和await方法也是用来配合锁（使用AQS实现的锁），实现线程间同步的基础设施
• 它们的不同在于,synchronized同时只能与一个共享变量的notify或者wait方法实现同步，而AQS的一个锁可以对应多个条件变量，我们先看下面的例子

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类是锁对应的一个条件变量，一个lock对象是可以创建多个条件变量的
  
  lock.lock(); // 首先获取独占锁
  try {
   System.out.println("begin wait");
   condition.await(); // 阻塞当前线程，当其他线程调用条件变量的signal方法的时候，被阻塞的线程就会这
   // 这里放回，需要注意的是和调用Object的wait方法一样，如果在没有获取锁之前调用了
   // 条件变量的await方法，就会抛出java.lang.IllegalMonitorStateException
   System.out.println("end wait");
  }catch(Exception e) {
   e.printStackTrace();
  }finally {
   lock.unlock(); // 释放了锁
  }
  
  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

• 其实这里的Lock对象就相当于synchronized加上了共享变量，调用lock.lock()就相当于进入了synchronized块（获取了共享变量的内置锁），调用lock.unlock()方法就相当于推出了synchronized块，调用条件变量的signal方法就相当于调用共享变量的notify方法，signalAll()相当于notifyAll()方法
• 在上面的代码中，lock.newCondition()的作用其实就是new了一个在AQS内部声明的ConditionObject对象，ConditionObject是AQS的内部类，可以方法AQS内部的变量（例如状态变量state）和方法，在每个条件变量内部都维护了一个条件队列，用来存放调用条件变量的await（）方法时被阻塞的线程，注意这个条件队列和AQS队列不是一回事。
• 下面便是await方法源码，当线程调用条件变量的await()方法时（必须先调用锁的lock方法获取锁），在内部会构造一个类型为Node.CONDITION的node节点，然后将该节点插入到条件队列末尾，之后当前线程会释放获取得锁（也就是会操作锁对应的state变量的值），并被阻塞挂起，这时候如果有其他线程调用lock.lock()尝试获取锁，就会有一个线程获取到锁，如果获取到的锁的线程调用了条件变量的await方法，则该线程会被放入到条件变量的阻塞队列中，然后释放获取到的锁，在await方法处阻塞。

 public final void await() throws InterruptedException {
  if(Thread.interrupted()) {
   throw new InterruptedException();
  }
  // 创建新的Node节点，并且插入到条件队列末尾
  Node node = addContionWaiter();
  // 释放当前线程获取到的锁
  int savedState = fullyRelease(node);
  int interruptMode = 0;
  // 调用park方法阻塞挂起当前线程
  while(!isOnSyncQueue(node)) {
   LockSupport.park(this);
   if((interruprMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0) {
    break;
   }
  }
 }

三、源码：

• 所在包：com.ruigege.ConcurrentListSouceCodeAnalysis5
• https://github.com/ruigege66/ConcurrentJava
• CSDN：https://blog.csdn.net/weixin_44630050
• 博客园：https://www.cnblogs.com/ruigege0000/
• 欢迎关注微信公众号：傅里叶变换，个人账号，仅用于技术交流