ReentrantLock和condition源码浅析(二)

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接着上一篇的ReentrantLock和condition源码浅析(一)，这篇围绕着condition

1、condition的介绍

在这里为了做对比，引入Object类的两个方法，notify和wait方法，这两个方法做用，估计都很清楚，就是一个具备唤醒线程，另外一个具备让线程等待的功能，适用场景，像相似生产者，消费者，那样。

这两个方法的注意点，在于必须放在同步块中执行,具体缘由可自行百度或谷歌。执行wait方法后，线程会阻塞，并释放同步代码块的锁(sleep方法会持有锁)，notify的方法执行，会唤醒某个线程，可是若是有多个线程执行wait方法阻塞，notify的执行只会唤醒其中某个线程，并不能指定线程唤醒，这时要使用notifyAll才能达到唤醒全部阻塞线程。这样确实有点麻烦，而condition的引入就是为了解决只唤醒执行阻塞的线程。它具备超时做用，即超过某段时间，即会自动唤醒，不会形成一直阻塞。经常使用的阻塞队列就是这个类实现的。

使用注意点，await和signal必需要在lock方法后执行，若是不执行lock方法就执行await或signal，会出现异常的，具体缘由，稍后分析。

 2、condition的await方法

在咱们使用该方法时，首先会获取Lock接口的一个实现类，而后调用newCondition类方法，本文以ReentrantLock为例。使用方法以下

1 Lock lock = new ReentrantLock(); 2 
3 Condition empty = lock.newCondition(); 4 
5 // 阻塞线程，并释放锁
6 empty.await(); 7 
8 // 唤醒前面阻塞的线程
9 empty.signal();

 

 这里先从await方法(不带参数)开始，代码以下

public final void await() throws InterruptedException { if (Thread.interrupted()) throw new InterruptedException(); // 将当前线程包装成一个Node节点，并节点状态为condition，值为-2
            Node node = addConditionWaiter(); // 释放当前线程持有的全部锁
            long savedState = fullyRelease(node); int interruptMode = 0; // 判断当前线程是否在同步队列中，即在head->tail队列中，若是不在，那就是还在等待队列中，阻塞当前线程。
            while (!isOnSyncQueue(node)) { LockSupport.park(this); if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0) break; } // 当当前线程执行了signal方法会通过这个，即从新将当前线程加入同步队列中
            if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE) interruptMode = REINTERRUPT; if (node.nextWaiter != null) // clean up if cancelled
 unlinkCancelledWaiters(); if (interruptMode != 0) reportInterruptAfterWait(interruptMode); }

 

前面也说了该方法必定在lock方法内部执行，否则就会抛异常。具体代码在fullRelease(node)方法内，代码以下

 1 final long fullyRelease(Node node) {  2         boolean failed = true;  3         try {  4             // 获取当前线程状态值,即持有了几个锁
 5             long savedState = getState();  6            // 释放锁，最后最执行到ReentrantLock的tryRelease()方法，该段代码会判断当前线程是与持有锁的线程是同一个线程，若是不是，则抛异常
 7             if (release(savedState)) {  8                 failed = false;  9                 return savedState; 10             } else { 11                 throw new IllegalMonitorStateException(); 12  } 13         } finally { 14             if (failed) 15                 // 抛异常了，则将此节点状态改成canceled，等待从队列中移除
16                 node.waitStatus = Node.CANCELLED; 17  } 18     }

 

该方法的执行，有这几个步骤

一、将当前线程包装成一个node节点，且状态节点为condition，值为-2。

二、释放当前线程持有的全部锁，让下一个线程能获取锁。

三、若是条件知足，则阻塞该线程，等待被唤醒

四、若被唤醒，则尝试加入该节点到同步队列中，直到获取锁。

至于该方法的几个其余的重载方法，这里不过多叙述

不同的地方就是改造了while()循环内部代码，重点是使用了LockSupport.parkNanos方法能保证在规定时间，该线程会被唤醒。其余判断就是一些当前线程有没有被中断，有没有达到等待时间等。

3、condition的signal方法

 该方法用来唤醒执行await方法被阻塞的线程,具体代码以下

 1 public final void signal() {  2             // 与await方法同样，若是不在lock方法内执行，则也会抛异常
 3             if (!isHeldExclusively())  4                 throw new IllegalMonitorStateException();  5             Node first = firstWaiter;  6             if (first != null)  7                 // 唤醒等待队列中线程
 8  doSignal(first);  9 } 10 
11 private void doSignal(Node first) { 12             do { 13                 if ( (firstWaiter = first.nextWaiter) == null) 14                     lastWaiter = null; 15                 first.nextWaiter = null; 16             } while (!transferForSignal(first) &&
17                      (first = firstWaiter) != null); 18 } 19 
20 final boolean transferForSignal(Node node) { 21         /*
22  * If cannot change waitStatus, the node has been cancelled. 若是改变node节点状态失败,即该节点被取消了 23          */
24         if (!compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0)) 25             return false; 26         // 将该节点加入同步队列中,即head->tail队列中
27         Node p = enq(node); 28         int ws = p.waitStatus; 29         // 若是节点被取消，或更改状态失败，则唤醒被阻塞的线程
30         if (ws > 0 || !compareAndSetWaitStatus(p, ws, Node.SIGNAL)) 31  LockSupport.unpark(node.thread); 32         return true; 33  } 34

 

 或许有的人会有疑问，执行await方法，有执行LockSupport.park方法来阻塞线程，可是执行signal方法顺利的话，没有代码执行LockSupport.unpark方法，那线程岂不是还一直在阻塞中？

其实呢，signal起的做用并非直接唤醒线程，它的做用是把阻塞的线程移到同步队列中，在上一篇中ReentrantLock和condition源码浅析(一) 博文中有介绍release方法，该方法内部有一个执行unpark方法，

它会去不断的释放知足条件的并被阻塞的线程。

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 以上内容就是我堆condition的了解，如有错误或不足之处，还望指正，谢谢！