zoukankan      html  css  js  c++  java
  • Java并发包源码学习系列:详解Condition条件队列、signal和await

    系列传送门:

    Condition接口

    Contition是一种广义上的条件队列,它利用await()和signal()为线程提供了一种更为灵活的等待/通知模式

    图源:《Java并发编程的艺术》

    Condition必须要配合Lock一起使用,因为对共享状态变量的访问发生在多线程环境下。

    一个Condition的实例必须与一个Lock绑定,因此await和signal的调用必须在lock和unlock之间有锁之后,才能使用condition嘛。以ReentrantLock为例,简单使用如下:

    public class ConditionTest {
    
        public static void main(String[] args) {
            final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
            final Condition condition = lock.newCondition();
    
            Thread thread1 = new Thread(() -> {
                String name = Thread.currentThread().getName();
    
                lock.lock();
                System.out.println(name + " <==成功获取到锁" + lock);
                try {
                    System.out.println(name + " <==进入条件队列等待");
                    condition.await();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(name + " <==醒了");
                lock.unlock();
                System.out.println(name + " <==释放锁");
            }, "等待线程");
    
            thread1.start();
    
            Thread thread2 = new Thread(() -> {
                String name = Thread.currentThread().getName();
    
                lock.lock();
                System.out.println(name + " ==>成功获取到锁" + lock);
                try {
                    System.out.println("========== 这里演示await中的线程没有被signal的时候会一直等着 ===========");
                    Thread.sleep(10000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(name + " ==>通知等待队列的线程");
                condition.signal();
                lock.unlock();
                System.out.println(name + " ==>释放锁");
            }, "通知线程");
    
            thread2.start();
        }
    }
    等待线程 <==成功获取到锁java.util.concurrent.locks.ReentrantLock@3642cea8[Locked by thread 等待线程]
    等待线程 <==进入条件队列等待
    通知线程 ==>成功获取到锁java.util.concurrent.locks.ReentrantLock@3642cea8[Locked by thread 通知线程]
    ========== 这里演示await中的线程没有被signal的时候会一直等着 ===========
    通知线程 ==>通知等待队列的线程
    通知线程 ==>释放锁
    等待线程 <==醒了
    等待线程  <==释放锁
    

    接下来我们将从源码的角度分析上面这个流程,理解所谓条件队列的内涵。

    AQS条件变量的支持之ConditionObject内部类

    AQS,Lock,Condition,ConditionObject之间的关系:

    ConditionObject是AQS的内部类,实现了Condition接口,Lock中提供newCondition()方法,委托给内部AQS的实现Sync来创建ConditionObject对象,享受AQS对Condition的支持。

        // ReentrantLock#newCondition
    	public Condition newCondition() {
            return sync.newCondition();
        }
    	// Sync#newCondition
        final ConditionObject newCondition() {
            // 返回Contition的实现,定义在AQS中
            return new ConditionObject();
        }
    

    ConditionObject用来结合锁实现线程同步,ConditionObject可以直接访问AQS对象内部的变量,比如state状态值和AQS队列

    ConditionObject是条件变量,每个条件变量对应一个条件队列(单向链表队列),其用来存放调用条件变量的await方法后被阻塞的线程,ConditionObject维护了首尾节点,没错这里的Node就是我们之前在学习AQS的时候见到的那个Node,我们会在下面回顾:

    public class ConditionObject implements Condition, java.io.Serializable {
        private static final long serialVersionUID = 1173984872572414699L;
        /** 条件队列的第一个节点. */
        private transient Node firstWaiter;
        /** 条件队列的最后一个节点. */
        private transient Node lastWaiter;
    }
    

    看到这里我们需要明确这里的条件队列和我们之前说的AQS同步队列是不一样的:

    • AQS维护的是当前在等待资源的队列,Condition维护的是在等待signal信号的队列。
    • 每个线程会存在上述两个队列中的一个,lock与unlock对应在AQS队列,signal与await对应条件队列,线程节点在他们之间反复横跳。

    这里着重说明一下,接下来的源码学习部分,我们会将两个队列进行区分,涉及到同步队列和阻塞队列的描述,意味着是AQS的同步队列,而条件队列指的是Condition队列,望读者知晓。

    这里我们针对上面的demo来分析一下会更好理解一些:

    为了简化,接下来我将用D表示等待线程,用T表示通知线程

    1. 【D】先调用lock.lock()方法,此时无竞争,【D】被加入到AQS同步队列中。
    2. 【D】调用condition.await()方法,此时【D】被构建为等待节点并加入到condition对应的条件等待队列中,并从AQS同步队列中移除。
    3. 【D】陷入等待之后,【T】启动,由于AQS队列中的【D】已经被移除,此时【T】也很快获取到锁,相应的,【T】也被加入到AQS同步队列中。
    4. 【T】接着调用condition.signal()方法,这时condition对应的条件队列中只有一个节点【D】,于是【D】被取出,并被再次加入AQS的等待队列中。此时【D】并没有被唤醒,只是单纯换了个位置。
    5. 接着【T】执行lock.unlock(),释放锁锁之后,会唤醒AQS队列中的【D】,此时【D】真正被唤醒且执行。

    OK,lock -> await -> signal -> unlock这一套流程相信已经大概能够理解,接下来我们试着看看源码吧。

    回顾AQS中的Node

    我们这里再简单回顾一下AQS中Node类与Condition相关的字段:

            // 记录当前线程的等待状态,
            volatile int waitStatus;
    
            // 前驱节点
            volatile Node prev;
    
            // 后继节点
            volatile Node next;
    
            // node存储的线程
            volatile Thread thread;
    		
            // 当前节点在Condition中等待队列上的下一个节点
            Node nextWaiter;
    

    waitStatus可以取五种状态:

    1. 初始化为0,啥也不表示,之后会被置signal。
    2. 1表示cancelled,取消当前线程对锁的争夺。
    3. -1表示signal,表示当前节点释放锁后需要唤醒后面可被唤醒的节点。
    4. -2表示condition,我们这篇的重点,表示当前节点在条件队列中
    5. -3表示propagate,表示释放共享资源的时候会向后传播释放其他共享节点。

    当然,除了-2这个condition状态,其他的等待状态我们之前都或多或少分析过,今天着重学习condition这个状态的意义。

    我们还可以看到一个Node类型的nextWaiter,它表示条件队列中当前节点的下一个节点,可以看出用以实现条件队列的单向链表。

    void await()

    调用Condition的await()方法,会使当前线程进入等待队列并释放锁,同时线程状态变为等待状态。

    其实就是从AQS同步队列的首节点,注意不是head,而是获取了锁的节点,移动到Condition的等待队列中。

    了解这些之后,我们直接来看看具体方法的源码:

            public final void await() throws InterruptedException {
                // 这个方法是响应中断的
                if (Thread.interrupted())
                    throw new InterruptedException();
                // 添加到条件队列中
                Node node = addConditionWaiter();
                // 释放同步资源,也就是释放锁
                int savedState = fullyRelease(node);
                int interruptMode = 0;
                // 如果这个节点的线程不在同步队列中,说明该线程还不具备竞争锁的资格
                while (!isOnSyncQueue(node)) {
                    // 挂起线程
                    LockSupport.park(this);
                    // 如果线程中断,退出
                    if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
                        break;
                }
                // 上面的循环退出有两种情况:
                // 1. isOnSyncQueue(node) 为true,即当前的node已经转移到阻塞队列了
                // 2. checkInterruptWhileWaiting != 0, 表示线程中断
                
                // 退出循环,被唤醒之后,进入阻塞队列,等待获取锁 acquireQueued
                if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)
                    interruptMode = REINTERRUPT;
                if (node.nextWaiter != null) // clean up if cancelled
                    unlinkCancelledWaiters();
                if (interruptMode != 0)
                    reportInterruptAfterWait(interruptMode);
            }
    

    添加到条件队列

    Node addConditionWaiter()

    addConditionWaiter() 是将当前节点加入到条件队列中:

            private Node addConditionWaiter() {
                Node t = lastWaiter;
                // 如果lastWaiter被取消了,将其清除
                if (t != null && t.waitStatus != Node.CONDITION) {
                    // 遍历整个条件队列,将已取消的所有节点清除出列
                    unlinkCancelledWaiters();
               		// t重新赋值一下,因为last可能改变了
                    t = lastWaiter;
                }
                //注意这里,node在初始化的时候,会指定ws为CONDITION
                Node node = new Node(Thread.currentThread(), Node.CONDITION);
                // t == null 表示队列此时为空,初始化firstWaiter
                if (t == null)
                    firstWaiter = node;
                else
                    t.nextWaiter = node;// 入队尾
                lastWaiter = node;// 将尾指针指向新建的node
                return node;
            }
    

    void unlinkCancelledWaiters()

    unlinkCancelledWaiters用于清除队列中已经取消等待的节点。

            
    		private void unlinkCancelledWaiters() {
                Node t = firstWaiter;
                // trail这里表示取消节点的前驱节点
                Node trail = null;
                // t会从头到尾遍历这个单链表
                while (t != null) {
                    // next用于保存下一个
                    Node next = t.nextWaiter;
                    // 如果发现当前这个节点 不是 condition了, 那么考虑移除它
                    // 下面是单链表的移除节点操作 简单来说就是 trail.next = t.next
                    if (t.waitStatus != Node.CONDITION) {
                        t.nextWaiter = null;
                        // 说明first就是不是condition了
                        if (trail == null)
                            firstWaiter = next;
                        else
                            //trail.next = t.next
                            trail.nextWaiter = next;
                        // trail后面没东西,自然trail就是lastWaiter了
                        if (next == null)
                            lastWaiter = trail;
                    }
                    // 当前节点是一直跟到不是condition节点的上一个
                    else
                        trail = t;
                    // 向后遍历 t = t.next
                    t = next;
                }
            }
    

    总结一下addConditionWaiter的过程:

    1. 首先判断条件队列的尾节点是否被取消了,这里用last.ws != CONDITION来判断,如果是的话,就需要从头到尾遍历,消除被不是condition的节点。
    2. 接着将当前线程包装为Node,指定ws为CONDITION。

    完全释放独占锁

    将节点加入等待队列中后,就需要完全释放线程拥有的独占锁了,完全释放针对重入锁的情况。我们可以拉到await()方法中看看,将会调用:int savedState = fullyRelease(node);,这句话有什么内涵呢?

    我们看到这个方法返回了一个savedState变量,简单的理解就是保存状态。我们知道重入锁的state由重入的次数,如果一个state为N,我们可以认为它持有N把锁。

    await()方法必须将state置0,也就是完全释放锁,后面的线程才能获取到这把锁,置0之后,我们需要用个变量标记一下,也就是这里的savedState。

    这样它被重新唤醒的时候,我们就知道,他需要获取savedState把锁。

    int fullyRelease(Node node)

        final int fullyRelease(Node node) {
            boolean failed = true;
            try {
                // 获取当前的state值,重入次数
                int savedState = getState();
                // 释放N = savedState资源
                if (release(savedState)) {
                    failed = false;
                    return savedState;
                } else {
                    throw new IllegalMonitorStateException();
                }
            } finally {
                // 如果获取失败,将会将节点设置为取消状态,并抛出异常
                if (failed)
                    node.waitStatus = Node.CANCELLED;
            }
        }
    

    这里其实我们就会明白开头说的:如果某个线程没有获取lock,就直接调用condition的await()方法,结果是什么呢,在release的时候抛出异常,然后节点被取消,之后节点进来的时候,将它清理掉。

    等待进入阻塞队列

    ok,完全释放锁之后,将会来到这几步,如果这个节点的线程不在同步队列中,说明该线程还不具备竞争锁的资格,将被一直挂起,这里的同步队列指的是AQS的阻塞队列。

                int interruptMode = 0;
                // 如果这个节点的线程不在同步队列中,说明该线程还不具备竞争锁的资格,会一直挂起
                while (!isOnSyncQueue(node)) {
                    // 挂起线程
                    LockSupport.park(this);
                    // 如果线程中断,退出
                    if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
                        break;
                }
    

    boolean isOnSyncQueue(Node node)

    下面这个方法会判断节点是不是已经到阻塞队列中了,如果是的话,就直接返回true,这个方法的必要性是什么呢?

    其实啊,这里需要提前说一下signal()方法,signal的作用和await()方法,将在等待队列中阻塞的节点移动到AQS同步队列中,这个方法就是说判断一下这个节点是不是移过去了。

        final boolean isOnSyncQueue(Node node) {
            // 1. 节点的等待状态还是condition表示还在等待队列中
            // 2. node.prev == null 表示还没移到阻塞队列中[prev和next都是阻塞队列中用的]
    
            if (node.waitStatus == Node.CONDITION || node.prev == null)
                return false;
         
            // 如果node已经有了后继节点,表示已经在阻塞队列中了
            if (node.next != null) // If has successor, it must be on queue
                return true;
            /*
             * node.prev can be non-null, but not yet on queue because
             * the CAS to place it on queue can fail. So we have to
             * traverse from tail to make sure it actually made it.  It
             * will always be near the tail in calls to this method, and
             * unless the CAS failed (which is unlikely), it will be
             * there, so we hardly ever traverse much.
             */
            // 来到这里的情况:ws != condition && node.prev != null && node.next == null
            
    		// 想想:为什么node.prev != null不能作为判断不在阻塞队列的依据呢?
            // CAS首先设置node.prev 指向tail,这个时候node.prev 是不为null的,但CAS可能会失败
            return findNodeFromTail(node);
        }
    

    为什么node.prev != null不能作为判断不在阻塞队列的依据呢?

    官方给出了解答: 因为CAS的入队操作中,首先设置node.prev 指向tail,这个时候node.prev 是不为null的。你能够说他入队成功一定成功吗?不一定,因为CAS可能会失败,所以要findNodeFromTail(node)。

    boolean findNodeFromTail(Node node)

    从阻塞队列的尾部向前遍历,如果找到这个node,表示它已经在了,那就返回true。

        private boolean findNodeFromTail(Node node) {
            Node t = tail;
            for (;;) {
                // 已经有了
                if (t == node)
                    return true;
                // 尾都没有,找啥呢,返回false
                if (t == null)
                    return false;
                // 一直往前找
                t = t.prev;
            }
        }
    

    void signal()

    由于之前节点被加入等待队列将会一直阻塞,为了连贯性,我们来看看唤醒它的signal方法吧:

    之前说到,如果这个线程会在等待队列中等待,那么唤醒它的signal方法的流程是怎么样的呢,前面其实已经说了一丢丢了,我们猜测,signal会将isOnSyncQueue方法的循环打破,接下来看看是不是这样子的。

            public final void signal() {
                // 一样的,必须占有当前这个锁才能用signal方法
                if (!isHeldExclusively())
                    throw new IllegalMonitorStateException();
                Node first = firstWaiter;
                if (first != null)
                    doSignal(first);
            }
    

    唤醒节点

    该方法会从头到尾遍历条件队列,找到需要移到同步队列的节点。

    void doSignal(Node first)

            private void doSignal(Node first) {
                do {
                    // firstWaiter 指向first的下一个
                    if ( (firstWaiter = first.nextWaiter) == null)
                        // 如果first是最后一个且要被移除了,就将last置null
                        lastWaiter = null;
                    // first断绝与条件队列的连接
                    first.nextWaiter = null;
                    // fisrt转移失败,就看看后面是不是需要的
                } while (!transferForSignal(first) &&
                         (first = firstWaiter) != null);
            }
    

    这里的while循环表示,如果first没有转移成功,就接着判断first后面的节点是不是需要转移。

    boolean transferForSignal(Node node)

    该方法将节点从条件队列转移到阻塞队列。

        final boolean transferForSignal(Node node) {
            /*
             * CAS操作尝试将Condition的节点的ws改为0
             * 如果失败,意味着:节点的ws已经不是CONDITION,说明节点已经被取消了
             * 如果成功,则该节点的状态ws被改为0了
             */
            if (!compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0))
                return false;
    
            /*
             * 通过enq方法将node自旋的方式加入同步队列队尾
             * 这里放回的p是node在同步队列的前驱节点
             */
            Node p = enq(node);
            int ws = p.waitStatus;
            // ws大于0 的情况只有 cancenlled,表示node的前驱节点取消了争取锁,那直接唤醒node线程
            // ws <= 0 会使用cas操作将前驱节点的ws置为signal,如果cas失败也会唤醒node
            if (ws > 0 || !compareAndSetWaitStatus(p, ws, Node.SIGNAL))
                LockSupport.unpark(node.thread);
            return true;
        }
    	// 自旋的方式入队
        private Node enq(final Node node) {
            for (;;) {
                Node t = tail;
                if (t == null) { // Must initialize
                    if (compareAndSetHead(new Node()))
                        tail = head;
                } else {
                    node.prev = t;
                    if (compareAndSetTail(t, node)) {
                        t.next = node;
                        // 返回的是node的前驱节点
                        return t;
                    }
                }
            }
        }
    

    检查中断状态

    ok,一旦signal之后,节点被成功转移到同步队列后,这时下面这个循环就会退出了,继续回到这里:

                int interruptMode = 0;
                // 如果这个节点的线程不在同步队列中,说明该线程还不具备竞争锁的资格,会一直挂起
                while (!isOnSyncQueue(node)) {
                    // 挂起线程
                    LockSupport.park(this);
                    // 如果线程中断,退出
                    if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
                        break;
                }
    

    interruptMode可以有以下几种取值:

            /** await 返回的时候,需要重新设置中断状态 */
            private static final int REINTERRUPT =  1;
            /** await 返回的时候,需要抛出 InterruptedException 异常 */
            private static final int THROW_IE    = -1;
    		
    		/** interruptMode取0的时候表示在await()期间,没有发生中断 */
    

    说到这里我们需要明白,LockSupport.park(this)挂起的线程是什么时候唤醒的:

    1. signal方法将节点转移到同步队列中,且获取到了锁或者对前驱节点的cas操作失败,调用了LockSupport.unpark(node.thread);方法。
    2. 在park的时候,另外一个线程对挂起的线程进行了中断。

    唤醒之后,我们可以看到调用checkInterruptWhileWaiting方法检查等待期间是否发生了中断,如果不为0表示确实在等待期间发生了中断。

    但其实这个方法的返回结果用interruptMode变量接收,拥有更加丰富的内涵,它还能够判断中断的时机是否在signal之前。

    int checkInterruptWhileWaiting(Node node)

    该方法用于判断该线程是否在挂起期间发生了中断。

            private int checkInterruptWhileWaiting(Node node) {
                return Thread.interrupted() ?// 如果处于中断状态,返回true,且将重置中断状态
                    (transferAfterCancelledWait(node) ? THROW_IE : REINTERRUPT) :// 如果中断了,判断何时中断
                    0; // 没有中断, 返回0
            }
    

    boolean transferAfterCancelledWait(Node node)

    该方法判断何时中断,是否在signal之前。

        final boolean transferAfterCancelledWait(Node node) {
            // 尝试使用CAS操作将node 的ws设置为0
            // 如果成功,说明在signal方法之前中断就已经发生:
            // 原因在于:signal如果在此之前发生,必然已经cas操作将ws设置为0了,这里不可能设置成功
            if (compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0)) {
                // 就算中断了,也将节点入队
                enq(node);
                return true;
            }
            /*
             * If we lost out to a signal(), then we can't proceed
             * until it finishes its enq().  Cancelling during an
             * incomplete transfer is both rare and transient, so just
             * spin.
             * 这里就是signal之后发生的中断
             * 但是signal可能还在进行转移中,这边自旋等一下它完成
             */
            while (!isOnSyncQueue(node))
                Thread.yield();
            return false;
        }
    

    这里的话,我们还是稍微总结一下:

    1. await()中的节点中断之后,被唤醒有多种情况:
      • 无中断的情况:signal方法成功将节点移入同步队列且节点成功获取资源,唤醒该线程,此时退出的时候interruptMode为0。
      • 有中断的情况:
        • signal之前中断,interruptMode设置为THROW_IE。
        • signal之后中断,interruptMode设置为REINTERRUPT。
    2. 中断时,无论signal之前或之后,节点无论如何都会进入阻塞队列。

    处理中断状态

    接下来三个部分我将一一说明:

                // 第一部分
    			if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)
                    interruptMode = REINTERRUPT;
    			// 第二部分
                if (node.nextWaiter != null) // clean up if cancelled
                    unlinkCancelledWaiters(); // 清除取消的节点
    			// 第三部分
                if (interruptMode != 0)
                    reportInterruptAfterWait(interruptMode);
    

    第一部分

    signal唤醒的线程并不会立即获取到资源,从while循环退出后,会通过acquireQueued方法加入获取同步状态的竞争中。

                // 第一部分
    			if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)
                    interruptMode = REINTERRUPT;
    

    acquireQueued(node, savedState)中node此时已经被加入同步队列了,savedState是之前存储的state。

        final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
            boolean failed = true;
            try {
                boolean interrupted = false;
                for (;;) {
                    final Node p = node.predecessor();
                    if (p == head && tryAcquire(arg)) {
                        setHead(node);
                        p.next = null; // help GC
                        failed = false;
                        return interrupted; // 
                    }
                    if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                        parkAndCheckInterrupt())
                        interrupted = true;
                }
            } finally {
                if (failed)
                    cancelAcquire(node);
            }
        }
    

    acquireQueued方法返回时,表示已经获取到了锁,且返回的是interrupted值,如果返回true,表示已经被中断。

    接着判断interruptMode != THROW_IE表示是在signal之后发生的中断,需要重新中断当前线程,将interruptMode设置为REINTERRUPT。

    第二部分

    			// 第二部分
                if (node.nextWaiter != null) // clean up if cancelled
                    unlinkCancelledWaiters(); // 清除取消的节点
    

    前面说了,signal会将节点移到同步队列中,最后一步需要和条件队列断开关系,也就是:node.nextWaiter = null,但这是想象中比较正常的情况,如果在signal之前被中断,节点也会被加入同步队列中,这时其实是没有调用这个断开关系的。

    因此这边做一点处理, unlinkCancelledWaiters()逻辑上面也说过了,可以回过头去看看,主要是清除队列中已经取消等待的节点。

    第三部分

    最后一个部分,就是对两种interruptMode的情况进行处理,看看代码就知道了:

    void reportInterruptAfterWait(interruptMode)

            private void reportInterruptAfterWait(int interruptMode)
                throws InterruptedException {
                // signal 之前的中断, 需要抛出异常
                if (interruptMode == THROW_IE)
                    throw new InterruptedException();
                // signal 之后发生的中断, 需要重新中断
                else if (interruptMode == REINTERRUPT)
                    selfInterrupt();
            }
    

    带超机制的void await()

    带超时机制的await()方法有以下几个,简单看下即可:

    • long awaitNanos(long nanosTimeout)
    • boolean awaitUntil(Date deadline)
    • boolean await(long time, TimeUnit unit)

    我们选最后一个来看看,主要看看和之前await()方法不一样的地方:

            public final boolean await(long time, TimeUnit unit)
                    throws InterruptedException {
                // 计算等待的时间
                long nanosTimeout = unit.toNanos(time);
                if (Thread.interrupted())
                    throw new InterruptedException();
                Node node = addConditionWaiter();
                int savedState = fullyRelease(node);
                // 截止时间
                final long deadline = System.nanoTime() + nanosTimeout;
                // 表示是否超时
                boolean timedout = false;
                int interruptMode = 0;
                while (!isOnSyncQueue(node)) {
                    // 等待时间到了
                    if (nanosTimeout <= 0L) {
                        // 这个方法返回true表示在这个方法内,已经将节点转移到阻塞队列中
                        // 返回false,表示signal已经发生,表示没有超时
                        timedout = transferAfterCancelledWait(node);
                        break;
                    }
                    //spinForTimeoutThreshold 是AQS中的一个字段,如果超过1ms,使用parkNonos
                    if (nanosTimeout >= spinForTimeoutThreshold)
                        LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout);
                    if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
                        break;
                    // 更新一下还需要等待多久
                    nanosTimeout = deadline - System.nanoTime();
                }
                if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)
                    interruptMode = REINTERRUPT;
                if (node.nextWaiter != null)
                    unlinkCancelledWaiters();
                if (interruptMode != 0)
                    reportInterruptAfterWait(interruptMode);
                return !timedout;
            }
    

    不抛出InterruptedException的await

            public final void awaitUninterruptibly() {
                Node node = addConditionWaiter();
                int savedState = fullyRelease(node);
                boolean interrupted = false;
                while (!isOnSyncQueue(node)) {
                    LockSupport.park(this);
                    if (Thread.interrupted())
                        interrupted = true;
                }
                // 相比await() 针对中断少了抛出异常的操作,而是直接进行中断
                if (acquireQueued(node, savedState) || interrupted)
                    selfInterrupt();
            }
    

    Condition的使用

    最后以一个Java doc给的例子结尾吧:

    import java.util.concurrent.locks.Condition;
    import java.util.concurrent.locks.Lock;
    import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
    
    class BoundedBuffer {
        final Lock lock = new ReentrantLock();
        // condition 依赖于 lock 来产生
        final Condition notFull = lock.newCondition();
        final Condition notEmpty = lock.newCondition();
    
        final Object[] items = new Object[100];
        int putptr, takeptr, count;
    
        // 生产
        public void put(Object x) throws InterruptedException {
            lock.lock();
            try {
                while (count == items.length)
                    notFull.await();  // 队列已满,等待,直到 not full 才能继续生产
                items[putptr] = x;
                if (++putptr == items.length) putptr = 0;
                ++count;
                notEmpty.signal(); // 生产成功,队列已经 not empty 了,发个通知出去
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }
    
        // 消费
        public Object take() throws InterruptedException {
            lock.lock();
            try {
                while (count == 0)
                    notEmpty.await(); // 队列为空,等待,直到队列 not empty,才能继续消费
                Object x = items[takeptr];
                if (++takeptr == items.length) takeptr = 0;
                --count;
                notFull.signal(); // 被我消费掉一个,队列 not full 了,发个通知出去
                return x;
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }
    }
    

    其实这个之前也说过,ArrayBlockingQueue就是采用了这种方式实现的生产者-消费者模式,如果你感兴趣,可以看看具体的实现细节哦。

    总结

    • Condition的await()和signal()基于Lock,相比于基于Object的wait()和notify()方法,它提供更加灵活的等待通知的机制。
    • 支持丰富的功能如:带超时机制的await(),不响应中断的await(),以及多个等待的条件队列。
    • Condition的await()方法会将线程包装为等待节点,加入等待队列中,并将AQS同步队列中的节点移除,接着不断检查isOnSyncQueue(Node node),如果在等待队列中,就一直等着,如果signal将它移到AQS队列中,则退出循环。
    • Condition的signal()方法则是先检查当前线程是否获取了锁,接着将等待队列中的节点通过Node的操作直接加入AQS队列。线程并不会立即获取到资源,从while循环退出后,会通过acquireQueued方法加入获取同步状态的竞争中。

    参考阅读

  • 相关阅读:
    选择排序与冒泡排序
    判断是否为偶数
    mysql基础之mysql双主(主主)架构
    mysql基础之mysql主从架构半同步复制
    mysql基础之mysql主从架构
    mysql基础之数据库备份和恢复实操
    mysql基础之数据库备份和恢复的基础知识
    mysql基础之日志管理(查询日志、慢查询日志、错误日志、二进制日志、中继日志、事务日志)
    mysql基础之查询缓存、存储引擎
    mysql基础之数据库变量(参数)管理
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/summerday152/p/14288122.html
Copyright © 2011-2022 走看看