上一篇文章梳理了condtion,其中侧重流程,网上看到这篇文章文章介绍的很细。值得学习。特意转载过来。

 

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上一篇讲了ReentrantLock的lock-unlock流程,今天这篇讲讲Condition的await-signal流程。

Condition类图:

  • Condition接口包含了多种await方式和两个通知方法
  • ConditionObject实现了Condition接口,是AbstractQueuedSynchronizer的内部类
  • Reentrantlock的newCondition方法返回与某个lock实例相关的Condition对象

和release队列一样,Condition队列也是虚拟队列,每个Node通过nextWaiter进行关联。因为Condition Node要变为release Node才可以解除阻塞,所以不需要prevWaiter,这一点下面会有说明。

大概的整个过程是:

调用await的线程都会进入一个Condition队列。调用signal的线程每一次都会从firstWaiter开始找出未取消的Condition Node放到release队列里,然后调用signal的线程在await或者unlock的时候执行release方法才有机会将其解除阻塞。相对于lock-unlock,正常的流程要简单一些,但是对于中断处理会更为复杂。

先看看调用await()至阻塞的过程

如图所示,该过程可分为三个步骤:

  1. 新建Condition Node包装线程,加入Condition队列
  2. 释放当前线程占用的锁
  3. 阻塞当前线程
在阻塞当前线程之前,要判断Condition Node是否在release队列里。如果在的话则没必要阻塞,可直接参与锁竞争。关键代码如下:

// AbstractQueuedSynchronizer.ConditionObject.class

final boolean isOnSyncQueue(Node node) {  

// 当进入Condition队列时,waitStatus肯定为CONDITION,如果同时别的线程调用signal,Node会从Condition队列中移除,并且移除时会清除CONDITION状态。  

// 从移除到进入release队列,中间这段时间prev必然为null,所以还是返回false,即被park  

if (node.waitStatus == Node.CONDITION || node.prev == null)  

return false;  

// 当别的线程进入release队列时,会和前一个Node建立前后关系,所以如果next存在,说明一定在release队列中  

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. 

     */  

// 可能该Node刚刚最后一个进入release队列,所以是tail,其next必然是null,所以需要从队尾向前查找  

return findNodeFromTail(node);  

}  

signal()流程图

 
 
       signal方法更简单一些,就是从firstWaiter开始,找到一个没有取消的Node放入release队列。但是即使一开始找到的Node没被取消,但是入队列的时候也可能会被取消,因此代码对这个情况做了点特殊处理。我根据自己的理解将代码做了如下解释:

// AbstractQueuedSynchronizer.ConditionObject.class

final boolean transferForSignal(Node node) {  

/* 

     * If cannot change waitStatus, the node has been cancelled. 

     */  

// 如果改变waitStatus失败,说明已经被取消,没必要再进入release队列了。外部再循环找到一个Condition Node  

// 如果改变waitStatus成功,但是之后又被取消会怎么样?没关系,虽然已经进入release队列了,但是release方法里的unpark操作会跳过已取消的Node。这里的检查只是为了减少unpark时不必要的工作  

if (!compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0))  

return false;  

/* 

     * Splice onto queue and try to set waitStatus of predecessor to 

     * indicate that thread is (probably) waiting. If cancelled or 

     * attempt to set waitStatus fails, wake up to resync (in which 

     * case the waitStatus can be transiently and harmlessly wrong). 

     */  

// p是该Node的前驱  

    Node p = enq(node);  

int ws = p.waitStatus;  

// 这里影响设置waitStatus只可能发生于线程被取消,那时会调用cancelAcquire方法将waitStatus设置为CANCEL,但它不是CAS的  

if (ws > 0 || !compareAndSetWaitStatus(p, ws, Node.SIGNAL))  

        LockSupport.unpark(node.thread);  

return true;  

}  

我们可以看到,signal方法只是将Node修改了状态,并没有唤醒线程。要将修改状态后的Node唤醒,一种是再次调用await(),一种是调用unlock()。这两个方法内部都会执行release方法对release队列里的Node解除阻塞,关于这点我在上一篇文章里已经说明了。

 
下面我把调用await()的线程被解除阻塞后的流程也画了一下:
 
以上就是await和signal的详细流程。signalAll和signal很像,内部就是将Condition队列里所有的Node都加入到release队列中,仅此而已。

之后有时间我会把一些中断处理也用流程图描述下发出来。

 

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