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  • 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。22.1

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
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/
  • 出  处:https://www.cnblogs.com/ruigege0000/p/14433493.html

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