并发编程 - Condition

文章目录

• 前言
• await
• • AQS#await
• awaitUninterruptibly
• awaitNanos
• await(...)
• awaitUntil
• signal
• signalAll

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前言

Condition实现对线程的阻塞、唤醒。

阻塞和唤醒方法的调用需要在lock.lock()与lock.unlock()之间，在阻塞的过程中会释放同步状态。

与wait方式不同的是，它额外支持响应中断、截止时间等待。与notify随机唤醒线程方式不同的是，Condition支持特定线程唤醒（等待队列中队首线程）。

Condition是通过AQS中的Node节点来创建一条单向链表作为等待队列（条件队列）。调用await()方法，则向这条链表的尾部中添加节点。调用signal()方法，则从链表的头部删除一个节点，并把这个节点添加到同步队列中（删除队列头部的一个节点），节点进入同步队列中之后，则有机会争夺CPU时间片。

在一条线程中是有多个condition的，而一个condition则有一个等待队列。多个condition则有多条等待队列。则一条线程有多个等待队列。而wait和notify在一个线程中只能有一个等待队列。

e.g.

public class ConditionDemo implements Runnable {

    private static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    private static Condition condition = lock.newCondition();

    @Override
    public void run() {
        try {
            lock.lock();
            condition.await();
            System.out.println("Thread continued to do something.");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ConditionDemo demo = new ConditionDemo();
        Thread thread = new Thread(demo);
        thread.start();
        Thread.sleep(5000);
        lock.lock();
        condition.signal();
        lock.unlock();
    }
}

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await

使当前线程等待，自动释放关联的锁，响应中断。

有如下四种方式进行唤醒：

• 其他线程调用这个Condition关联的signal方法，当前线程恰好被选为被唤醒的线程。
• 其他线程调用这个Condition关联的signalAll方法。
• 其他线程中断了当前线程（支持线程中断）。
• 发生虚假的唤醒(spurious wakeup)。

该方法调用的时候需要获取Condition关联的锁。被唤醒之后，也需要重新获取Condition关联的锁。

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AQS#await

接下来看下AQS里对于该方法的实现：

1. 判断是否线程中断。
2. 将当前线程封装成一个condition状态的节点。然后在条件队列队尾进行添加。
3. 释放同步状态。
4. 判断节点是否在条件队列中。如果在，则一直阻塞等待。
5. 等待的过程中响应中断，尝试将节点转移到同步队列中。
6. 线程被唤醒之后，尝试获取锁。
7. 对线程中断进行处理。

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addConditionWaiter

将当前线程封装成一个condition状态的节点。然后在条件队列队尾进行添加。

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在条件队列中取消非condition状态的节点的链接。

firstWaiter、lastWaiter标记条件队列中的头节点、尾节点。
方法中使用的trail变量：用于暂存上一个condition状态的节点。

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fullyRelease

释放同步状态。

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isOnSyncQueue

判断节点是否处于同步队列中。

prev、next在同步队列中指代前驱节点、后继节点。
而条件队列中使用的是nextWaiter，指代后继节点。

前驱节点不为空，后继节点为空，则调用如下方法查找判断。

从尾节点开始，判断给定节点是否在同步队列中。

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checkInterruptWhileWaiting

在等待的过程中，检查是否中断。

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尝试将节点转移到同步队列中。

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reportInterruptAfterWait

根据interruptMode采取抛出异常，执行线程中断或者什么都不做。

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awaitUninterruptibly

与await不同的是：线程一开始调用该方法以及等待的过程中不响应中断。等待过程结束后再去对中断进行处理。

AQS#awaitUninterruptibly

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awaitNanos

超时等待。

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await(…)

超时等待。

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awaitUntil

超时等待。

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signal

唤醒一个条件等待的线程。

调用该方法时，需要先获取condition关联的锁。

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AQS#signal

唤醒条件队列中的队首节点。

将条件队列中的节点转移到同步队列中。唤醒线程。

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signalAll

唤醒所有条件等待的线程。

调用该方法时，需要先获取condition关联的锁。

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AQS#signalAll

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