@kiraSally
2018-03-12T19:04:10.000000Z
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Java
1.8版本
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- 鉴于JDK文档的英文注释过多,因此笔者选择摘录部分笔者认为最重要的部分,其他内容会以中文注释展现
- 笔者个人博客 kiraSally的掘金个人博客 感谢支持
阻塞: 阻塞线程进入等待状态同时释放关联锁,直到被其他线程将条件状态设置为true为止
唤醒: 唤醒等待在条件队列中的线程,同时提供对唤醒全部的支持
锁关联: 值得注意的是,由于多线程下该状态是共享的,因此通常会通过于锁关联保证其原子性
解除等待: 当线程解除等待状态(被唤醒、中断、超时等)后仍需重新竞争锁,获取锁后才能够从暂停位置开始继续往后执行
/*
* Conditions (also known as `condition queues` or `condition variables`)
* provide a means for one thread to suspend execution to wait
* until notified by another thread that some state condition may now be true.
*
* Conditions(如条件队列或条件变量)的作用如下:
* 暂停线程并进入等待状态,直到被其他线程将条件状态设置为true为止
* 值得注意的是:由于多线程下该状态是共享的,因此通常会通过于锁关联保证其原子性
* 如Lock#newCondition newCondition()方法
*/
public interface Condition {
/**
* Causes the current thread to wait until it is signalled or {Thread#interrupt interrupted}
* 线程等待直到被唤醒或被中断
* 阻塞方法的实现有几个准则:
* 1.当前线程持有的锁(关联该条件变量)将被释放
* 2.当线程解除等待状态后仍需重新竞争锁,获取锁后才能够从当前位置开始继续往后执行
*/
void await() throws InterruptedException;
/**
* Causes the current thread to wait until it is signalled.
* 线程等待直到被唤醒
*/
void awaitUninterruptibly();
/**
* Causes the current thread to wait until it is signalled or interrupted,
* or the specified waiting time elapses.
* 线程等待直到被唤醒或被中断或超时
*/
long awaitNanos(long nanosTimeout) throws InterruptedException;
/**
* Causes the current thread to wait until it is signalled or interrupted,
* or the specified waiting time elapses. This method is behaviorally
* equivalent to: {@code awaitNanos(unit.toNanos(time)) > 0}
* 线程等待直到被唤醒或被中断或超时
* 该方法等同于 awaitNanos(unit.toNanos(time)) > 0
*/
boolean await(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
/**
* Causes the current thread to wait until it is signalled or interrupted,
* or the specified deadline elapses.
* 线程等待直到被唤醒或被中断或超时
*/
boolean awaitUntil(Date deadline) throws InterruptedException;
/**
* Wakes up one waiting thread.
* 唤醒在条件队列中等待的一个线程
* 注意:线程被唤醒后仍需重新竞争锁,获取锁后才能够从当前位置开始继续往后执行
*/
void signal();
/**
* Wakes up all waiting threads.
* 唤醒在条件队列中等待的所有线程
*/
void signalAll();
}
定位: ConditionObject
是AQS的内部类,其通过实现Condition接口提供对管程形式的条件的支持
作用: ConditionObject
在AQS中作为对Lock的实现支持
使用: 当条件不满足时线程入队,当条件满足时出队并重新尝试获取锁,获取成功后从暂停位置开始继续往后执行
1.内部会维护一个条件等待同步队列,根据FIFO原则执行入队出队操作
2.通过firstWaiter
维护头节点,lastWaiter
维护尾节点
3.节点通过nextWaiter
记录后继条件节点形成链表结构,遍历时从头节点开始沿着nextWaiter
顺序遍历
4.条件队列中节点状态waitStatus
只能为0或Node.CONDITION
5.使用条件队列的前提是线程需要持有同步锁,且只支持独占模式
6.当节点在条件队列被唤醒(因signal|timeout|interrupt)后,需要进行节点转移,即由条件节点转变为同步节点
public class ConditionObject implements Condition, java.io.Serializable
public ConditionObject() { }
/** 条件等待队列首节点 */
private transient Node firstWaiter;
/** 条件等待队列尾节点 */
private transient Node lastWaiter;
/** 退出时重新中断*/
private static final int REINTERRUPT = 1;
/** 退出时直接抛出异常 */
private static final int THROW_IE = -1;
/** 独占模式时才能使用条件队列 ,用于链接下一个等待节点 */
Node nextWaiter;
1.入队: 根据FIFO原则,新节点会被封装成Node并被加入到条件队列队尾
2.释放: 为不影响其他线程,当前已持有锁的线程需要先释放所有锁,让出锁资源
3.阻塞: 在条件队列中的节点线程需要被阻塞,直到条件满足后重试获取同步锁
4.重试: 当条件满足后需要重试获取同步锁,获取成功后才能继续从暂停位置继续向后执行
补充:条件满足指的是线程被其他线程唤醒、或超时、或中断后且位于同步队列中
public final void awaitUninterruptibly() {
//1.新节点入条件队列
Node node = addConditionWaiter();
//2.当前线程已持有锁,但由于要被阻塞,为不影响其他线程,需要先释放锁
int savedState = fullyRelease(node);
//3.阻塞在条件队列中的不满足条件的节点线程
boolean interrupted = false;
while (!isOnSyncQueue(node)) {
LockSupport.park(this);
//由于不响应中断,因此只是记录是否中断,此时会清除中断标识
if (Thread.interrupted())
interrupted = true;
}
/**
* 4.被唤醒需要重新尝试获取锁,获取锁成功后才能继续往后执行
* 若期间又被中断后,需要再次设置已被清除的中断标识
*/
if (acquireQueued(node, savedState) || interrupted)
selfInterrupt();
}
小问:为神马需要循环判断isOnSyncQueue? 即while (!isOnSyncQueue(node)) ?
友情小提示:读者可以回顾一下同步队列获取锁的过程
小答:循环只有一个目的,就是确保节点已经脱离条件队列且进入同步队列,这样才有资格重新获取同步锁
public final void await() throws InterruptedException {
//响应中断,直接抛异常,没必要往下走了
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
//新节点入条件队列
Node node = addConditionWaiter();
//当前线程已持有锁,但由于要被阻塞,为不影响其他线程,需要先释放锁
int savedState = fullyRelease(node);
//只阻塞在条件队列中的节点线程,同步节点才能竞争同步锁
int interruptMode = 0;
while (!isOnSyncQueue(node)) {
LockSupport.park(this);
/**
* 检测中断,一旦发生中断
* 1.将条件队列中因中断而唤醒的节点进行转移(注意此处是中断)
* 2.退出循环 -> 接下来会在循环外进行中断处理
* 注意:之所以安心退出是因为会通过执行transferAfterCancelledWait进行节点转移
* 这样随后就能安心执行acquireQueued同步队列入队操作了
*/
if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
break;
}
/**
* 重新尝试获取同步锁,获取成功后且被中断,当中断模式为抛出异常时,需要设置为重新中断
* 补充:acquireQueued会返回获取锁过程中线程是否有过中断,true则说明发生过中断
*/
if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)
interruptMode = REINTERRUPT;
/**
* 若当前节点存在后继节点时,需要执行出队操作
* 补充:acquireQueued会返回获取锁过程中线程是否有过中断,true则说明发生过中断
*/
if (node.nextWaiter != null) // clean up if cancelled
unlinkCancelledWaiters();
//interruptMode != 0 说明是需要进行中断处理的
if (interruptMode != 0)
//执行中断处理
reportInterruptAfterWait(interruptMode);
}
/**
* 中断处理:
* 1.中断模式为THROW_IE:向上抛出异常
* 2.中断模式为REINTERRUPT:重新设置中断状态
*/
private void reportInterruptAfterWait(int interruptMode)
throws InterruptedException {
if (interruptMode == THROW_IE)
throw new InterruptedException();
else if (interruptMode == REINTERRUPT)
selfInterrupt();
}
/**
* Implements timed condition wait.
* 响应中断和超时阻塞
* @return long 剩余超时时间 <0 说明已超时
*/
public final long awaitNanos(long nanosTimeout)
throws InterruptedException {
//响应中断,直接抛异常,没必要往下走了
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
//新节点入条件队列
Node node = addConditionWaiter();
//当前线程已持有锁,但由于要被阻塞,为不影响其他线程,需要先释放同步锁
int savedState = fullyRelease(node);
//截止时长
final long deadline = System.nanoTime() + nanosTimeout;
//只阻塞在条件队列中的节点线程,同步节点才能竞争同步锁
int interruptMode = 0;
while (!isOnSyncQueue(node)) {
/**
* 将条件队列中因超时而唤醒的节点进行转移(注意此处是超时)
* 值得注意的是:剩余超时时间允许为0和负数
*/
if (nanosTimeout <= 0L) {
transferAfterCancelledWait(node);
break;
}
//为了提高效率,超过阈值才执行阻塞,否则接着自旋
if (nanosTimeout >= spinForTimeoutThreshold)
//若超过nanosTimeout时长,会自动解除阻塞唤醒线程
LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout);
/**
* 检测中断,一旦发生中断
* 1.将条件队列中因中断而唤醒的节点进行转移(注意此处是中断)
* 2.退出循环 -> 接下来会在循环外进行中断处理
* 注意:之所以安心退出是因为会通过执行transferAfterCancelledWait进行节点转移
* 这样随后就能安心执行acquireQueued同步队列入队操作了
*/
if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
break;
//剩余超时时间
nanosTimeout = deadline - System.nanoTime();
}
/**
* 重新尝试获取同步锁,获取成功后且被中断,当中断模式为抛出异常时,需要设置为重新中断
* 补充:acquireQueued会返回获取锁过程中线程是否有过中断,true则说明发生过中断
*/
if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)
interruptMode = REINTERRUPT;
/**
* 若当前节点存在后继节点时,需要执行出队操作
* 补充:acquireQueued会返回获取锁过程中线程是否有过中断,true则说明发生过中断
*/
if (node.nextWaiter != null)
unlinkCancelledWaiters();
//interruptMode != 0 说明是需要进行中断处理的
if (interruptMode != 0)
//执行中断处理
reportInterruptAfterWait(interruptMode);
//返回已花费时长
return deadline - System.nanoTime();
}
/**
* Implements timed condition wait.
* 响应中断和超时阻塞-纳秒日期单位可选
* @return boolean 超时是否发生在被唤醒之前
*/
public final boolean await(long time, TimeUnit unit)
throws InterruptedException {
//注意是纳秒
long nanosTimeout = unit.toNanos(time);
//响应中断,直接抛异常,没必要往下走了
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
//新节点入条件队列
Node node = addConditionWaiter();
//当前线程已持有锁,但由于要被阻塞,为不影响其他线程,需要先释放同步锁
int savedState = fullyRelease(node);
//截止时长
final long deadline = System.nanoTime() + nanosTimeout;
//只阻塞在条件队列中的节点线程,同步节点才能竞争同步锁
boolean timedout = false;
int interruptMode = 0;
while (!isOnSyncQueue(node)) {
/**
* 将条件队列中因超时而唤醒的节点进行转移(注意此处是超时)
* 值得注意的是:剩余超时时间允许为0和负数
*/
if (nanosTimeout <= 0L) {
timedout = transferAfterCancelledWait(node);
break;
}
//为了提高效率,超过阈值才执行阻塞,否则接着自旋
if (nanosTimeout >= spinForTimeoutThreshold)
//若超过nanosTimeout时长,会自动解除阻塞唤醒线程
LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout);
/**
* 检测中断,一旦发生中断
* 1.将条件队列中因中断而唤醒的节点进行转移(注意此处是中断)
* 2.退出循环 -> 接下来会在循环外进行中断处理
* 注意:之所以安心退出是因为会通过执行transferAfterCancelledWait进行节点转移
* 这样随后就能安心执行acquireQueued同步队列入队操作了
*/
if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
break;
//剩余超时时间
nanosTimeout = deadline - System.nanoTime();
}
/**
* 重新尝试获取同步锁,获取成功后且被中断,当中断模式为抛出异常时,需要设置为重新中断
* 补充:acquireQueued会返回获取锁过程中线程是否有过中断,true则说明发生过中断
*/
if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)
interruptMode = REINTERRUPT;
/**
* 若当前节点存在后继节点时,需要执行出队操作
* 补充:acquireQueued会返回获取锁过程中线程是否有过中断,true则说明发生过中断
*/
if (node.nextWaiter != null)
unlinkCancelledWaiters();
//interruptMode != 0 说明是需要进行中断处理的
if (interruptMode != 0)
//执行中断处理
reportInterruptAfterWait(interruptMode);
return !timedout;
}
/**
* Implements absolute timed condition wait.
* 响应中断和超时阻塞-毫秒日期可选
* @return boolean 超时是否发生在被唤醒之前
*/
public final boolean awaitUntil(Date deadline)
throws InterruptedException {
//注意:与awaitNano区别的是这里用的是毫秒
long abstime = deadline.getTime();
//响应中断,直接抛异常,没必要往下走了
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
//新节点入条件队列
Node node = addConditionWaiter();
//当前线程已持有锁,但由于要被阻塞,为不影响其他线程,需要先释放同步锁
int savedState = fullyRelease(node);
//记录节点是否超时
boolean timedout = false;
//只阻塞在条件队列中的节点线程,同步节点才能竞争同步锁
int interruptMode = 0;
while (!isOnSyncQueue(node)) {
//毫秒超时,将条件队列中因超时而唤醒的节点进行转移(注意此处是超时)
if (System.currentTimeMillis() > abstime) {
/**
* 记录节点是否超时
* 注意:当取消发生在节点被唤醒之前才返回true
*/
timedout = transferAfterCancelledWait(node);
//转换一定会成功,因此安心退出即可
break;
}
//若超过abstime时长,会自动解除阻塞唤醒线程
LockSupport.parkUntil(this, abstime);
/**
* 检测中断,一旦发生中断
* 1.将条件队列中因中断而唤醒的节点进行转移(注意此处是中断)
* 2.退出循环 -> 接下来会在循环外进行中断处理
* 注意:之所以安心退出是因为会通过执行transferAfterCancelledWait进行节点转移
* 这样随后就能安心执行acquireQueued同步队列入队操作了
*/
if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
break;
}
/**
* 重新尝试获取同步锁,获取成功后且被中断,当中断模式为抛出异常时,需要设置为重新中断
* 补充:acquireQueued会返回获取锁过程中线程是否有过中断,true则说明发生过中断
*/
if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)
interruptMode = REINTERRUPT;
/**
* 若当前节点存在后继节点时,需要执行出队操作
* 补充:acquireQueued会返回获取锁过程中线程是否有过中断,true则说明发生过中断
*/
if (node.nextWaiter != null)
unlinkCancelledWaiters();
//interruptMode != 0 说明是需要进行中断处理的
if (interruptMode != 0)
//执行中断处理
reportInterruptAfterWait(interruptMode);
return !timedout;
}
1.清除节点: 从条件队列中移除该节点
2.节点转移: 将条件节点转换为同步节点,即从条件队列转移到同步队列
3.唤醒节点: 将转移成功的节点重新唤醒
唤醒单个的实质:根据FIFO原则唤醒first,即条件队列头节点
/**
* Moves the longest-waiting thread, if one exists, from the
* wait queue for this condition to the wait queue for the
* owning lock.
*
* 从条件队列中唤醒一个节点
* 原则:将条件队列中已存在的等待时间最长的线程转移到等待队列中,即头节点
*/
public final void signal() {
//条件队列只适用于独占模式且只能由持有锁的线程执行唤醒操作
if (!isHeldExclusively())
throw new IllegalMonitorStateException();
//先进先出原则
Node first = firstWaiter;
if (first != null)
doSignal(first);
}
/**
* Removes and transfers nodes until hit non-cancelled one or null.
* @param first (non-null) the first node on condition queue 条件队列非空头节点
*/
private void doSignal(Node first) {
do {
//清空队列
if ( (firstWaiter = first.nextWaiter) == null)
lastWaiter = null;
first.nextWaiter = null;
/**
* 将节点从条件队列转换到同步队列中并唤醒线程
*/
} while (!transferForSignal(first) && (first = firstWaiter) != null);
}
唤醒全部的实质:沿着nextWaiter顺序遍历依次唤醒
/**
* Moves all threads from the wait queue for this condition to
* the wait queue for the owning lock.
*
* 唤醒条件队列中的全部节点
*/
public final void signalAll() {
if (!isHeldExclusively())
throw new IllegalMonitorStateException();
Node first = firstWaiter;
if (first != null)
//跟signal的区别就是多了个All...
doSignalAll(first);
}
/**
* Removes and transfers all nodes.
*
* 全部唤醒的实质:
* 沿着nextWaiter顺序遍历依次转移并唤醒
*/
private void doSignalAll(Node first) {
//1.注意要清空条件队列
lastWaiter = firstWaiter = null;
//2.沿着nextWaiter顺序遍历依次唤醒
do {
Node next = first.nextWaiter;
first.nextWaiter = null;
transferForSignal(first);
//3.其实质就是沿着nextWaiter顺序遍历
first = next;
} while (first != null);
}
/**
* Transfers a node from a condition queue onto sync queue.
* Returns true if successful.
*
* 将节点从条件队列转换到同步队列中并唤醒线程
* 1.在正常调用signalXXX()方法时才会调用该方法
* 2.若因为超时或中断进行转移,不会调用该方法,但这两种情况的转移都会置为0
* 3.注意:在调用该方法之前都会执行first.nextWaiter = null,即从等待队列中移除当前头节点
*
* @param node the node 根据FIFO原则,通常为first节点
* @return true if successfully transferred (else the node was
* cancelled before signal) 转换成功或节点在唤醒前被取消 才返回true
*/
final boolean transferForSignal(Node node) {
/**
* 1.CAS更新节点状态为0,一旦失败立即返回false
* 注意:必须将节点状态更新为0,因为同步队列入队时新节点必须为0,
* 否则就不符合同步队列入队原则,因此一旦失败立即返回
* 补充:CAS失败的原因在于其他线程已经执行唤醒操作将该节点变更为0,因此其实无需再次enq了
*/
if (!compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0))
return false;
//2.进入同步队列,注意enq方法返回的是前驱节点
Node p = enq(node);
/**
* 3.在因前驱节点被取消或状态突变发生后需要唤醒节点线程
* ws > 0:
* 说明前驱节点被取消(CANCELLED),因此需要唤醒当前节点线程
* !compareAndSetWaitStatus(p, ws, Node.SIGNAL):
* 此时发生状态突变,比如ws刚好变成CANCELLED
* 补充:因为enq保证一定入队成功,因此实质是唤醒在同步队列中的节点
* 结合awaitXXX(),线程会从park之后继续往后执行
*
* !!特别注意!!:正常情况下,根据流程可知
* ws > 0 || !compareAndSetWaitStatus(p, ws, Node.SIGNAL)
* 这种判断是不会返回true的,此时是不会唤线程;
* 因此真正唤醒线程的地方在于调用signal()方法的线程发送完signal
* 信号后再调用release(1)方法(比如调用ReentrantLock的unlock()),
* 因为其已入队,因此可以被唤醒
*/
int ws = p.waitStatus.
if (ws > 0 || !compareAndSetWaitStatus(p, ws, Node.SIGNAL))
LockSupport.unpark(node.thread);
return true;
}
小问:读者还记得enq方法都做了什么吗?
友情小提示:读者可以回顾一下并发番@AbstractQueuedSynchronizer一文通
1.初始化时对head和tail进行赋值
2.当前节点进入同步对了并作为新的tail
3.入队一定可以成功因为自旋
4.注意enq返回的是前驱节点
/**
* Transfers node, if necessary, to sync queue after a cancelled wait.
* Returns true if thread was cancelled before being signalled.
*
* 将条件队列中因中断或超时而唤醒的节点进行转移
* 取消发生在被唤醒之前返回true
* 两种情况需要调用该方法:
* 1.中断:checkInterruptWhileWaiting() -> 该方法会被awaitXXX()调用
* 2.超时:带超时的awaitXXX()方法
*/
final boolean transferAfterCancelledWait(Node node) {
//Node.CONDITION状态节点只用于条件队列,因此需要设置为0才能进入同步队列
if (compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0)) {
//当CAS变更waitStatus为0时,说明节点已跟条件队列无关,随后进入同步队列即可
enq(node);
//由于enq方法能够保证进入同步队列成功,因此当enq执行完毕,可以放心的返回true
return true;
}
//若CAS失败且节点还不在同步队列中,线程需要先释放资源,提高效率
while (!isOnSyncQueue(node))
Thread.yield();
return false;
}
小问:为什么需要执行Thread.yield()?
友情小提示:读者可以从效率优化角度考虑
1.清洗: 若尾节点非CONDITION
状态,需要清除所有非CONDITION
状态节点并重设头尾节点
2.封装: 封装当前线程为Node,同时初始化节点状态为CONDITION
3.入队: 队列为空时,头尾节点指向同一个元素;非空时通过nextWaiter
形成链表
/**
* Adds a new waiter to wait queue.
*
* 新增条件等待队列队尾节点 - FIFO
* 补充:由于条件队列只适用于独占模式,因此该方法不会有并发问题
* @return its new wait node 返回新节点
*/
private Node addConditionWaiter() {
//FIFO原则:新入队元素需队尾插入
Node t = lastWaiter;
//1.若尾节点非Condition状态,需要清除所有非CONDITION状态节点并重设头尾节点
if (t != null && t.waitStatus != Node.CONDITION) {
/**
* 删除条件等待队列中的所有非CONDITION状态节点
* 补充:由于在条件队列中节点状态只能是CONDITION或0(signal|timeout|interrupt)
* 因此该方法实质就清除空节点或状态为0节点
*/
unlinkCancelledWaiters();
//上个方法执行后会使得lastWaiter肯定为非取消状态节点(只可能为空或CONDITION状态)
t = lastWaiter;
}
//2.封装当前线程为Node,同时初始化节点状态为CONDITION
Node node = new Node(Thread.currentThread(), Node.CONDITION);
//3.队尾元素为空,正说明条件队列为空
if (t == null)
firstWaiter = node;
else
//4.新元素入队需队尾插入
t.nextWaiter = node;
//5.这里需要注意的是:队列为空时,头尾节点是指向同一个元素的;非空时就会形成链表
lastWaiter = node;
return node;
}
小问:何时出现t != null && t.waitStatus != Node.CONDITION?
友情小提示:读者可以考虑一下条件节点状态的变更时机
1.当因中断或超时被唤醒后会通过调用transferAfterCancelledWait
将节点状态CAS为0
2.当被正常唤醒后会通过调用transferForSignal
将节点状态CAS为0
分析:但问题是正常唤醒后会先执行first.nextWaiter = null
,因此此时尾节点应为空
结论:排除这种情况后可知,只有第一种情况,即因中断或超时被唤醒后才会出现这种情况
那么问题来了,什么时候节点才真正出队呢?聪明的读者可以先思考一下~
1.新节点入队: 通过判断t.waitStatus != Node.CONDITION
为true时执行unlinkCancelledWaiters()
2.节点重新尝试获取同步锁后: 通过判断node.nextWaiter != null
为true时执行unlinkCancelledWaiters()
3.节点被正常唤醒后: 通过调用signal()
方法并执行first.nextWaiter = null
补充:3与1,2的区别在于前者只是清除头节点,后者是遍历清除所有非CONDITION状态节点
注意:无论入队还是出队,前提都是线程已经持有同步锁
/**
* Unlinks cancelled waiter nodes from condition queue.
*
* 移除条件队列中的所有非CONDITION状态节点
* 两种情况会触发该方法:
* 1.新节点加入条件队列时 -> addConditionWaiter()
* 2.节点被唤醒之后 -> awaitXXX()
* 补充一点:注意不是在signal()方法中执行的(因为后者只有转移和唤醒操作,前者才有获取锁操作)
* 注意:条件队列中的节点只有CONDITION和0两种状态
*/
private void unlinkCancelledWaiters() {
Node t = firstWaiter;
//临时节点,主要用于在遍历时记录上一个非CONDITION节点(因为要跳过所有非CONDITION节点)
Node trail = null;
//从前往后顺序遍历条件队列,剔除全部非CONDITION状态节点
while (t != null) {
//下一个节点,注意next可能为空
Node next = t.nextWaiter;
/**
* 非CONDITION状态(即0),需要执行移除操作
* 强调:在条件队列中节点的waitStatus,只可能是CONDITION或是0(signal|timeout|interrupt)
*/
if (t.waitStatus != Node.CONDITION) {
/**
* 移除后继节点 等同于 将当前节点从队列中移除
* 同时由于不再有引用,会help GC
* 注意:GC同时会考虑firstWaiter和lastWaiter的引用情况
* 即若当前线程无用,上述变量最终也会移除对该节点的引用
*/
t.nextWaiter = null;
/**
* 若之前没有非CONDITION状态节点,就先让next当一下头头
* 注意:该方法执行完毕后,firstWaiter只能为空或CONDITION
*/
if (trail == null)
firstWaiter = next;
else
/**
* 一旦当前节点非CONDITION状态,那么需要先将它的后继节点与上一个非取消节点建立起联系
* 即使后继节点是非CONDITION状态也没事,因为在下次遍历时会重新建立联系的
* 说白了,其本质就是删除t
*/
trail.nextWaiter = next;
/**
* 最后一个非CONDITION状态节点即是条件队列的尾节点
* 注意:该方法执行完毕后,lastWaiter最终只能为空或CONDITION
*/
if (next == null)
lastWaiter = trail;
}
else
//CONDITION状态,就记录一下以作为下次遍历时的上一个非CONDITION节点
trail = t;
//开启下一次循环
t = next;
}
}
小问:为神马调用unlinkCancelledWaiters
后firstWaiter
只能为空或CONDITION?
友情小提示:一时间想不清楚的话可以使用分类讨论法
小答:头节点非空时,有且只有条件队列中全部都是非CONDITION状态的节点时,新的头节点才能为空,原因在于firstWaiter = next;
的前提是无可用的CONDITION状态节点,而trail
只有在有CONDITION状态节点时才会被赋值更新
/**
* Invokes release with current state value; returns saved state.
* Cancels node and throws exception on failure.
*
* 释放同步状态并返回原状态
* 当释放失败时节点会被取消同时抛出IllegalMonitorStateException异常
*/
final int fullyRelease(Node node) {
boolean failed = true;
try {
//获取当前线程持有锁的同步状态 -- 支持可重入
int savedState = getState();
/**
* 由于该方法只用于独占模式,因此使用的是独占独有的release方法
* 关于release方法请参见笔者的并发番@AbstractQueuedSynchronizer一文通
* 作用是更新state状态(为0)同时唤醒后继节点(如果存在的话)
* 释放锁的目的是为了让其他线程能够获取锁去执行任务,
* 并等到其他线程调用signal()和release()后能够唤醒该线程
*/
if (release(savedState)) {
failed = false;
return savedState;
} else {
//一旦释放失败,直接抛出异常 -- 干脆的很
throw new IllegalMonitorStateException();
}
} finally {
/**
* 释放失败的补救措施:
* 由于实际上节点已完成使命,节点状态需要变成取消状态以用于跳过和回收
* 注意:此时节点还是同步节点,因此需要设置为CANCELLED
*/
if (failed)
node.waitStatus = Node.CANCELLED;
}
}
/**
* Checks for interrupt, returning THROW_IE if interrupted
* before signalled, REINTERRUPT if after signalled, or
* 0 if not interrupted.
*
* 检测线程的中断情况,通过返回状态码告知线程下一步应如何处理中断,情况有如下三种:
* 1.中断发生在被唤醒之前返回THROW_IE(需要抛出异常)
* 2.中断发生在被唤醒之后返回REINTERRUPT(需要重新中断)
* 3.无中断返回0
*/
private int checkInterruptWhileWaiting(Node node) {
return Thread.interrupted() ? (transferAfterCancelledWait(node) ?
THROW_IE : REINTERRUPT) : 0
}
小问:为神马中断发生在被唤醒之前返回THROW_IE?之后返回REINTERRUPT?
友情小提示:读者可以回顾同步队列获取锁时的处理逻辑,作用相同
唤醒前: 若被唤醒之前线程被中断,说明线程此时没有获取到资源,尽快抛出异常就可以结束等待并解放生产力;
唤醒后: 若被唤醒后线程被中断,说明线程基本已经获取锁,这时可能要多执行一些操作,如释放锁等
/**
* Returns true if a node, always one that was initially placed on
* a condition queue, is now waiting to reacquire on sync queue.
*
* 判断节点是否位于同步队列
* @param node the node
* @return true if is reacquiring
*/
final boolean isOnSyncQueue(Node node) {
//CONDITION只用于条件队列 || prev为空说明其一定不在同步队列中
if (node.waitStatus == Node.CONDITION || node.prev == null)
return false;
//如果next非空,它肯定在同步队列中
if (node.next != null)
return true;
//node.prev非空并不意味着在同步队列中,因此需要从后往前遍历以判断是否在同步队列中
return findNodeFromTail(node);
}
/**
* Returns true if node is on sync queue by searching backwards from tail.
*
* node.prev非空并不意味着在同步队列中,原因是CAS(放入同步队列)可能失败
* 因此需要从后往前遍历以判断其是否在同步队列中
* 由于该方法被调用时,该节点总是靠近tail,因此除非CAS失败(可能性很低),否则几乎无须遍历
*/
private boolean findNodeFromTail(Node node) {
//从同步队列的队尾节点开始沿着prev依次往前遍历
Node t = tail;
for (;;) {
//存在,返回true
if (t == node)
return true;
//都遍历到头了还不存在,那只能返回false了
if (t == null)
return false;
//沿着prev依次往前遍历吧
t = t.prev;
}
}
小问: 为神马prev为空不在同步队列?prev非空不意味着在同步队列?next非空肯定在同步队列?
友情小提示:迷惑的小伙伴可以看看笔者的并发番@AbstractQueuedSynchronizer一文通
注意:仅当调用signal()的线程再调用release()方法之后才会真正解除被阻塞线程的阻塞状态,但release()之后该线程并不是被立即唤醒,而是重新竞争锁直到变成head节点的后继节点且head节点为SIGNAl状态时才能被真正唤醒
并发番@ConditionObject一文通 由 黄志鹏kira 创作,采用 知识共享 署名-非商业性使用 4.0 国际 许可协议 进行许可。
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