Java并發(fā)編程之鎖機(jī)制之Condition接口

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前言

在前面的文章中剂陡，我曾提到過靡砌，整個Lock接口下實(shí)現(xiàn)的鎖機(jī)制中AQS(AbstractQueuedSynchronizer颤介，下文都稱之為AQS)與Condition才是真正的實(shí)現(xiàn)者。也就說Condition在整個同步組件的基礎(chǔ)框架中也起著非常重要的作用菜秦，既然它如此重要與犀利，那么現(xiàn)在我們就一起去了解其內(nèi)部的實(shí)際原理與具體邏輯舶掖。

在閱讀該文章之前球昨，我由衷的建議先閱讀《Java并發(fā)編程之鎖機(jī)制之AQS》與《Java并發(fā)編程之鎖機(jī)制之LockSupport工具》這兩篇文章。因?yàn)檎麄€Condtion的內(nèi)部機(jī)制與邏輯都離不開以上兩篇文章提到的知識點(diǎn)眨攘。

Condition接口方法介紹

在正式介紹Condtion之前主慰，我們可以先了解其中聲明的方法嚣州。具體方法聲明，如下表所示：

condition方法.png

從該表中共螺，我們可以看出其內(nèi)部定義了等待（以await開頭系列方法）與通知（以singal開頭的系列方法)兩種類型的方法该肴，類似于Object對象的wait()與notify()/NotifyAll()方法來對線程的阻塞與喚醒。

ConditionObject介紹

在實(shí)際使用中藐不，Condition接口實(shí)現(xiàn)類是AQS中的內(nèi)部類ConditionObject匀哄。在其內(nèi)部維護(hù)了一個FIFO(first in first out)的隊列（這里我們稱之為等待隊列，你也可以叫做阻塞隊列佳吞，看每個人的理解）拱雏，通過與AQS中的同步隊列配合使用，來控制獲取共享資源的線程底扳。

等待隊列

等待隊列是ConditionObjec中內(nèi)部的一個FIFO(first in first out)的隊列铸抑，在隊列中的每個節(jié)點(diǎn)都包含了一個線程引用，且該線程就是在ConditionObject對象上阻塞的線程衷模。需要注意的是鹊汛，在等待隊列中的節(jié)點(diǎn)是復(fù)用了AQS中Node類的定義。換句話說阱冶，在AQS中維護(hù)的同步隊列與ConditionObjec中維護(hù)的等待隊列中的節(jié)點(diǎn)類型都是AQS.Node類型刁憋。（關(guān)于AbstractQueuedSynchronizer.Node類的介紹，大家可以參看《Java并發(fā)編程之鎖機(jī)制之AQS》文章中的描述）木蹬。

在ConditionObject類中也分別定義了firstWaiter與lastWaiter兩個指針至耻，分別指向等待隊列中頭部與尾部。當(dāng)實(shí)際線程調(diào)用其以await開頭的系列方法后镊叁。會將該線程構(gòu)造為Node節(jié)點(diǎn)尘颓。添加等待隊列中的尾部。關(guān)于等待隊列的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示：

condition內(nèi)部結(jié)構(gòu).png

對于等待隊列中節(jié)點(diǎn)添加的方式也很簡單晦譬，將上一尾節(jié)點(diǎn)的nextWaiter指向新添加的節(jié)點(diǎn)疤苹，同時使lastWaiter指向新添加的節(jié)點(diǎn)。

同步隊列與等待隊列的對應(yīng)關(guān)系

上文提到了整個Lock鎖機(jī)制需要AQS中的同步隊列與ConditionObject的等待隊列配合使用敛腌，其對應(yīng)關(guān)系如下圖所示：

同步隊列與等待隊列的關(guān)系.png

在Lock鎖機(jī)制下卧土，可以擁有一個同步隊列和多個等待隊列，與我們傳統(tǒng)的Object監(jiān)視器模型上像樊，一個對象擁有一個同步隊列和等待隊列不同尤莺。lock中的鎖可以伴有多個條件。

Condition的基本使用

為了大家能夠更好的理解同步隊列與等待隊列的關(guān)系生棍。下面通過一個有界隊列BoundedBuffer來了解Condition的使用方式颤霎，該類是一個特殊的隊列，當(dāng)隊列為空時，隊列的獲取操作將會阻塞當(dāng)前"拿"線程捷绑，直到隊列中有新增的元素，當(dāng)隊列已滿時氢妈，隊列的放入操作將會阻塞"放入"線程粹污，直到隊列中出現(xiàn)空位。具體代碼如下所示：

class BoundedBuffer {

    final Lock lock = new ReentrantLock();
    final Condition notFull = lock.newCondition();
    final Condition notEmpty = lock.newCondition();

    final Object[] items = new Object[100];
    
    //依次為首量，放入的角標(biāo)壮吩、拿的角標(biāo)、數(shù)組中放入的對象總數(shù)
    int putptr, takeptr, count;

    /**
     * 添加一個元素
     * （1）如果當(dāng)前數(shù)組已滿加缘，則把當(dāng)前"放入"線程鸭叙，加入到"放入"等待隊列中，并阻塞當(dāng)前線程
     * （2）如果當(dāng)前數(shù)組未滿拣宏，則將x元素放入數(shù)組中沈贝，喚醒"拿"線程中的等待線程。
     */
    public void put(Object x) throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (count == items.length)//如果已滿勋乾，則阻塞當(dāng)前"放入"線程
                notFull.await();
            items[putptr] = x;
            if (++putptr == items.length) putptr = 0;
            ++count;
            notEmpty.signal();//喚醒"拿"線程
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    /**
     * 拿一個元素
     * （1）如果當(dāng)前數(shù)組已空宋下，則把當(dāng)前"拿"線程，加入到"拿"等待隊列中辑莫，并阻塞當(dāng)前線程
     * （2）如果當(dāng)前數(shù)組不為空学歧，則把喚醒"放入"等待隊列中的線程。
     */
    public Object take() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (count == 0)//如果為空各吨，則阻塞當(dāng)前"拿"線程
                notEmpty.await();
            Object x = items[takeptr];
            if (++takeptr == items.length) takeptr = 0;
            --count;
            notFull.signal();//喚醒"放入"線程
            return x;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

從代碼中我們可以看出枝笨，在該類中我們創(chuàng)建了兩個等待隊列notFull與notEmpty。這兩個等待隊列的作用分別是揭蜒，當(dāng)請數(shù)組已滿時横浑，notFull用于存儲阻塞的"放入"線程，notEmpty用于存儲阻塞的"拿"線程忌锯。需要注意的是獲取一個Condition必須通過Lock的newCondition()方法伪嫁。關(guān)于ReentrantLock，在后續(xù)的文章中偶垮，我們會進(jìn)行介紹张咳。

阻塞實(shí)現(xiàn) await()

在了解了ConditionObject的內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)和與AQS中內(nèi)部的同步隊列的對應(yīng)關(guān)系后，現(xiàn)在我們來看看其阻塞實(shí)現(xiàn)似舵。調(diào)用ConditionObject的await()方法（或者以await開頭的方法）脚猾，會使當(dāng)前線程進(jìn)入等待隊列，并釋放同步狀態(tài)砚哗，需要注意的是當(dāng)該方法返回時龙助，當(dāng)前線程一定獲取了同步狀態(tài)（具體原因是當(dāng)通過signal()等系列方法，線程才會從await（）方法返回，而喚醒該線程后會加入同步隊列）提鸟。這里我們以awati()方法為例军援，具體代碼如下所示：

  public final void await() throws InterruptedException {
            //如果當(dāng)前線程已經(jīng)中斷，直接拋出異常  
            if (Thread.interrupted())
                throw new InterruptedException();
            //(1)將當(dāng)前線程加入等待隊列
            Node node = addConditionWaiter();
            //(2)釋放同步狀態(tài)（也就是釋放鎖）称勋，同時將線程節(jié)點(diǎn)從同步隊列中移除胸哥，并喚醒同步隊列中的下一節(jié)點(diǎn)
            int savedState = fullyRelease(node);
            int interruptMode = 0;
            //(3)判斷當(dāng)前線程節(jié)點(diǎn)是否還在同步隊列中，如果不在則阻塞線程
            while (!isOnSyncQueue(node)) {
                LockSupport.park(this);
                if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
                    break;
            }
            //(4)當(dāng)線程被喚醒后赡鲜，重新在同步隊列中與其他線程競爭獲取同步狀態(tài)
            if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)
                interruptMode = REINTERRUPT;
            if (node.nextWaiter != null) // clean up if cancelled
                unlinkCancelledWaiters();
            if (interruptMode != 0)
                reportInterruptAfterWait(interruptMode);
        }

從代碼整體來看空厌，整個方法分為以下四個步驟：

  • （1）通過 addConditionWaiter()方法將線程節(jié)點(diǎn)加入到等待隊列中。
  • （2）通過fullyRelease(Node node)方法釋放同步狀態(tài)（也就是釋放鎖）银酬，同時將線程節(jié)點(diǎn)從同步隊列中移除嘲更，并喚醒同步隊列中的下一節(jié)點(diǎn)。
  • （3）通過isOnSyncQueue(Node node)方法判斷當(dāng)前線程節(jié)點(diǎn)是否在同步隊列中揩瞪，如果不在赋朦，則通過LockSupport.park(this);阻塞當(dāng)前線程。
  • （4）當(dāng)線程被喚醒后李破，調(diào)用acquireQueued(node, savedState)方法北发，重新在同步隊列中與其他線程競爭獲取同步狀態(tài)

因?yàn)槊總€步驟涉及到的邏輯都稍微有一點(diǎn)復(fù)雜，這里為了方便大家理解喷屋，分別對以上四個步驟涉及到的方法分別進(jìn)行介紹琳拨。

addConditionWaiter()方法

該方法主要將同步隊列中的需要阻塞的線程節(jié)點(diǎn)加入到等待隊列中，關(guān)于addConditionWaiter()方法具體代碼如下所示：

    private Node addConditionWaiter() {
            Node t = lastWaiter;
            // (1)如果當(dāng)前尾節(jié)點(diǎn)中中對應(yīng)的線程已經(jīng)中斷屯曹，
            //則移除等待隊列中所有的已經(jīng)中斷或已經(jīng)釋放同步狀態(tài)的線程節(jié)點(diǎn)
            if (t != null && t.waitStatus != Node.CONDITION) {
                unlinkCancelledWaiters();
                t = lastWaiter;
            }
            //(2)構(gòu)建等待隊列中的節(jié)點(diǎn)
            Node node = new Node(Node.CONDITION);
            
            //(3)將該線程節(jié)點(diǎn)添加到隊列中狱庇，同時構(gòu)建firstWaiter與lastWaiter的指向
            if (t == null)
                firstWaiter = node;
            else
                t.nextWaiter = node;
            lastWaiter = node;
            return node;
        }

該方法的邏輯也比較簡單，分為以下三個步驟：

  • （1）獲取等待隊列中的尾節(jié)點(diǎn)恶耽，如果當(dāng)前尾節(jié)點(diǎn)已經(jīng)中斷密任，那么則通過unlinkCancelledWaiters()方法移除等待隊列中所有的已經(jīng)中斷或已經(jīng)釋放同步狀態(tài)（也就是釋放鎖）的線程節(jié)點(diǎn)
  • （2）構(gòu)建等待隊列中的節(jié)點(diǎn)，注意偷俭，是通過New的形式浪讳，那么就說明與同步隊列中的線程節(jié)點(diǎn)不是同一個。（對Node狀態(tài)枚舉不清楚的小伙伴涌萤，可以參看Java并發(fā)編程之鎖機(jī)制之AQS文章下的Node狀態(tài)枚舉介紹）淹遵。
  • （3）將該線程節(jié)點(diǎn)添加到等待隊列中去，同時構(gòu)建firstWaiter與lastWaiter的指向负溪，可以看出等待隊列總是以FIFO(first in first out )的形式添加線程節(jié)點(diǎn)透揣。
unlinkCancelledWaiters()方法

因?yàn)樵?code>addConditionWaiter()方法的步驟（1）中，調(diào)用了unlinkCancelledWaiters移除了所有的已經(jīng)中斷的線程節(jié)點(diǎn)川抡，那我們看一個該方法的實(shí)現(xiàn)辐真。如下所示：

  private void unlinkCancelledWaiters() {
            //獲取等待隊列中的頭節(jié)點(diǎn)
            Node t = firstWaiter;
            Node trail = null;
            //遍歷等待隊列，將已經(jīng)中斷的線程節(jié)點(diǎn)從等待隊列中移除。
            while (t != null) {
                Node next = t.nextWaiter;
                if (t.waitStatus != Node.CONDITION) {
                    t.nextWaiter = null;
                    if (trail == null)
                        firstWaiter = next;
                    else
                        trail.nextWaiter = next;
                    if (next == null)//重新定義lastWaiter的指向
                        lastWaiter = trail;
                }
                else
                    trail = t;
                t = next;
            }
        }

該方法具體流程如下圖所示：


condition.png

fullyRelease(Node node)

在將阻塞線程加入到等待隊列后侍咱，會將該線程節(jié)點(diǎn)從同步隊列中移除耐床，釋放同步狀態(tài)（也就是釋放鎖），并喚醒同步隊列中的下一節(jié)點(diǎn)楔脯。具體代碼如下所示：

  final int fullyRelease(Node node) {
        try {
            int savedState = getState();
            if (release(savedState))
                return savedState;
            throw new IllegalMonitorStateException();
        } catch (Throwable t) {
            node.waitStatus = Node.CANCELLED;
            throw t;
        }
    }

release(int arg)方法會釋放當(dāng)前線程的同步狀態(tài)咙咽， 并喚醒同步隊列中的下一線程節(jié)點(diǎn)，使其嘗試獲取同步狀態(tài)淤年，因?yàn)樵摲椒ㄒ呀?jīng)在Java并發(fā)編程之鎖機(jī)制之AQS文章下的unparkSuccessorNode node)方法的下分析過了，所以這里就不再進(jìn)行分析了蜡豹。希望大家參考上面提到的文章進(jìn)行理解麸粮。

isOnSyncQueue(Node node)

該方法主要用于判斷當(dāng)前線程節(jié)點(diǎn)是否在同步隊列中。具體代碼如下所示：

  final boolean isOnSyncQueue(Node node) {
        //判斷當(dāng)前節(jié)點(diǎn) waitStatus ==Node.CONDITION或者當(dāng)前節(jié)點(diǎn)上一節(jié)點(diǎn)為空,則不在同步隊列中
        if (node.waitStatus == Node.CONDITION || node.prev == null)
            return false;
        //如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)擁有下一個節(jié)點(diǎn)镜廉，則在同步隊列中弄诲。
        if (node.next != null) // If has successor, it must be on queue
            return true;
        //如果以上條件都不滿足，則遍歷同步隊列娇唯。檢查是否在同步隊列中齐遵。
        return findNodeFromTail(node);
    }

如果你還記得AQS中的同步隊列，那么你應(yīng)該知道同步隊列中的Node節(jié)點(diǎn)才會使用其內(nèi)部的pre與next字段塔插，那么在同步隊列中因?yàn)橹皇褂昧?code>nextWaiter字段梗摇，所以我們就能很簡單的通過這兩個字段是否為==null，來判斷是否在同步隊列中想许。當(dāng)然也有可能有一種特殊情況伶授。有可能需要阻塞的線程節(jié)點(diǎn)還沒有加入到同步隊列中，那么這個時候我們需要遍歷同步隊列來判斷是該線程節(jié)點(diǎn)是否已存在流纹。具體代碼如下所示：

 private boolean findNodeFromTail(Node node) {
        for (Node p = tail;;) {
            if (p == node)
                return true;
            if (p == null)
                return false;
            p = p.prev;
        }
    }

這里之所以使用同步隊列tail（尾節(jié)點(diǎn)）來遍歷糜烹，如果node.netx!=null，那么就說明當(dāng)前線程已經(jīng)在同步隊列中漱凝。那么我們需要處理的情況肯定是針對node.next==null的情況疮蹦。所以需要從尾節(jié)點(diǎn)開始遍歷。

acquireQueued(final Node node, int arg)

當(dāng)線程被喚醒后（具體原因是當(dāng)通過signal()等系列方法茸炒，線程才會從await（）方法返回）會調(diào)用該方法將該線程節(jié)點(diǎn)加入到同步隊列中愕乎。該方法我在《Java并發(fā)編程之鎖機(jī)制之AQS》中具體描述過了。這里就不在進(jìn)行過多的解析壁公。

阻塞流程

在理解了整個阻塞的流程后妆毕，現(xiàn)在我們來歸納總結(jié)一下，整個阻塞的流程贮尖。具體流程如下圖所示：


阻塞流程.png
  • （1）將該線程節(jié)點(diǎn)從同步隊列中移除笛粘，并釋放其同步狀態(tài)。
  • （2）構(gòu)造新的阻塞節(jié)點(diǎn)，加入到等待隊列中薪前。

喚醒實(shí)現(xiàn) signal()

當(dāng)需要喚醒線程時润努，會調(diào)用ConditionObject中的singal開頭的系列方法，該系列方法會喚醒等待隊列中的首個線程節(jié)點(diǎn)示括，在喚醒該節(jié)點(diǎn)之前铺浇，會先講該節(jié)點(diǎn)移動到同步隊列中。這里我們以singal()方法為例進(jìn)行講解垛膝，具體代碼如下：

  public final void signal() {
            //（1）判斷當(dāng)前線程是否獲取到了同步狀態(tài)（也就是鎖）
            if (!isHeldExclusively())
                throw new IllegalMonitorStateException();
            Node first = firstWaiter;
            //（2）獲取等待隊列中的首節(jié)點(diǎn)鳍侣，然后將其移動到同步隊列，然后再喚醒該線程節(jié)點(diǎn)
            if (first != null)
                doSignal(first);
        }

該方法主要邏輯分為以下兩個步驟：

  • （1）通過isHeldExclusively()方法吼拥，判斷當(dāng)前線程是否獲取到了同步狀態(tài)（也就是鎖）倚聚。
  • （2）通過doSignal(Node first)方法，獲取等待隊列中的首節(jié)點(diǎn)凿可，然后將其移動到同步隊列惑折，然后再喚醒該線程節(jié)點(diǎn)。

下面我們會分別對上面涉及到的兩個方法進(jìn)行描述枯跑。

isHeldExclusively()方法

isHeldExclusively()方法是AQS中的方法惨驶，默認(rèn)交給其子類實(shí)現(xiàn)，主要用于判斷當(dāng)前調(diào)用singal()方法的線程敛助，是否在同步隊列中粗卜，且已經(jīng)獲取了同步狀態(tài)。具體代碼如下所示：

    protected boolean isHeldExclusively() {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }

doSignal(Node first)方法

那我們繼續(xù)跟蹤doSignal(Node first)方法纳击，具體方法如下：

     private void doSignal(Node first) {
            do {
                //（1）將等待隊列中的首節(jié)點(diǎn)從等待隊列中移除休建，并重新制定firstWaiter的指向
                if ( (firstWaiter = first.nextWaiter) == null)
                    lastWaiter = null;
                first.nextWaiter = null;
            } while (!transferForSignal(first) &&
            //（2）將等待隊列中的首節(jié)點(diǎn)，加入同步隊列中评疗，并重新喚醒該節(jié)點(diǎn)
                     (first = firstWaiter) != null);
        }

該方法也很簡單测砂，分為兩個步驟：

  • （1）將等待隊列中的首節(jié)點(diǎn)從等待隊列中移除，并設(shè)置firstWaiter的指向?yàn)槭坠?jié)點(diǎn)的下一個節(jié)點(diǎn)百匆。 為了方便大家理解該步驟所描述的邏輯砌些，這里畫了具體的圖，具體情況如下圖所示：


    移除首節(jié)點(diǎn).png
  • （2）通過 transferForSignal(Node node)方法加匈，將等待隊列中的首節(jié)點(diǎn)存璃，加入到同步隊列中去，然后重新喚醒該線程節(jié)點(diǎn)雕拼。
transferForSignal(Node node)方法

因?yàn)椴襟E（2）中transferForSignal(Node node)方法較為復(fù)雜纵东，所以會對該方法進(jìn)行詳細(xì)的講解。具體代碼如下所示：

    final boolean transferForSignal(Node node) {
       
        //（1）將該線程節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)設(shè)置為初始狀態(tài)啥寇，如果失敗則表示當(dāng)前線程已經(jīng)中斷了
        if (!node.compareAndSetWaitStatus(Node.CONDITION, 0))
            return false;
        //（2）將該節(jié)點(diǎn)放入同步隊列中偎球，
        Node p = enq(node);
        int ws = p.waitStatus;
        //（3）獲取當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)并判斷洒扎，嘗試將該線程節(jié)點(diǎn)狀態(tài)設(shè)置為Singal，如果失敗則喚醒線程
        if (ws > 0 || !p.compareAndSetWaitStatus(ws, Node.SIGNAL))
            LockSupport.unpark(node.thread);
        return true;
    }

該方法分為三個步驟：

  • （1）將該線程節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)設(shè)置為初始狀態(tài)衰絮，如果失敗則表示當(dāng)前線程已經(jīng)中斷了袍冷，直接返回。
  • （2）通過enq(Node node)方法猫牡，將該線程節(jié)點(diǎn)放入同步隊列中胡诗。
  • （3）當(dāng)將該線程節(jié)點(diǎn)放入同步隊列后，獲取當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)并判斷淌友，如果該節(jié)點(diǎn)的waitStatus>0或者通過compareAndSetWaitStatus(ws, Node.SIGNAL)將該節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)設(shè)置為Singal煌恢，如果失敗則通過LockSupport.unpark(node.thread)喚醒線程。

上述步驟中震庭，著重講enq(Node node)方法瑰抵，關(guān)于LockSupport.unPark(Thread thread)方法的理解，大家可以閱讀《Java并發(fā)編程之鎖機(jī)制之LockSupport工具》归薛。下面我們就來分析enq(Node node)方法。具體代碼如下所示：

   private Node enq(Node node) {
        for (;;) {
            //(1)獲取同步隊列的尾節(jié)點(diǎn)
            Node oldTail = tail;
            //(2)如果尾節(jié)點(diǎn)不為空匪蝙，則將該線程節(jié)點(diǎn)加入到同步隊列中
            if (oldTail != null) {
                //將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的prev指向尾節(jié)點(diǎn)
                U.putObject(node, Node.PREV, oldTail);
                //將同步隊列中的tail指針主籍，指向當(dāng)前節(jié)點(diǎn)
                if (compareAndSetTail(oldTail, node)) {
                    oldTail.next = node;
                    return oldTail;
                }
            } else {
                //(3)如果當(dāng)前同步隊列為空，則構(gòu)造同步隊列
                initializeSyncQueue();
            }
        }
    }

觀察該方法逛球，我們發(fā)現(xiàn)該方法通過死循環(huán)(當(dāng)然你也可以叫做自旋)的方式來添加該節(jié)點(diǎn)到同步隊列中去千元。該方法分為以下步驟：

  • （1）獲取同步隊列的尾節(jié)點(diǎn)
  • （2）如果尾節(jié)點(diǎn)不為空，則將該線程節(jié)點(diǎn)加入到同步隊列中
  • （3）如果當(dāng)前同步隊列為空颤绕，則通過initializeSyncQueue();構(gòu)造同步隊列幸海。

這里對Node enq(Node node)中的步驟（2）補(bǔ)充一個知識點(diǎn)。我們來看一下調(diào)用U.putObject(node, Node.PREV, oldTail);語句奥务，內(nèi)部是如何將當(dāng)前的節(jié)點(diǎn)的prev指向尾節(jié)點(diǎn)的物独。在AQS（AbstractQueuedSynchronizer）中的Node類中有如下靜態(tài)變量和語句。這里我省略了一下不重要的代碼氯葬。具體代碼如下所示：

private static final sun.misc.Unsafe U = sun.misc.Unsafe.getUnsafe();
//省略部分代碼
static final long PREV;
    static {
         try {
            //省略部分代碼
            PREV = U.objectFieldOffset
               (Node.class.getDeclaredField("prev"));
              } catch (ReflectiveOperationException e) {
               throw new Error(e);
            }
        }
    }

其中Node.class.getDeclaredField("prev")語句很好理解挡篓，就是獲取Node類中pre字段，如果有則返回相應(yīng)Field字段帚称，反之拋出NoSuchFieldException異常官研。關(guān)于Unfase中的objectFieldOffset(Field f)方法，我曾經(jīng)在《Java并發(fā)編程之鎖機(jī)制之LockSupport工具》描述過類似的情況闯睹。這里我簡單的再解釋一遍戏羽。該方法用于獲取某個字段相對 Java對象的“起始地址”的偏移量，也就是說每個字段在類對應(yīng)的內(nèi)存中存儲是有“角標(biāo)”的楼吃，那么也就是說我們現(xiàn)在的PREV靜態(tài)變量就代表著Node中prev字段在內(nèi)存中的“角標(biāo)”始花。

當(dāng)獲取到"角標(biāo)"后妄讯，我們再通過U.putObject(node, Node.PREV, oldTail);該方法第一個參數(shù)是操作對象，第二個參數(shù)是操作的內(nèi)存“角標(biāo)”衙荐，第三個參數(shù)是期望值捞挥。那么最后，也就完成了將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的prev字段指向同步隊列的尾節(jié)點(diǎn)忧吟。

當(dāng)理解了該知識點(diǎn)后砌函，剩下的將同步隊列中的tail指針，指向當(dāng)前節(jié)點(diǎn)與如果當(dāng)前同步隊列為空溜族，則構(gòu)造同步隊列這兩個操作就非常好理解了讹俊。由于篇幅的限制，在這里我就不在進(jìn)行描述了煌抒。希望讀者朋友們仍劈，能閱讀源代碼，舉一反三寡壮。關(guān)于這兩個方法的代碼如下所示：

   private static final sun.misc.Unsafe U = sun.misc.Unsafe.getUnsafe();
    private static final long STATE;
    private static final long HEAD;
    private static final long TAIL;
    static {
        try {
            STATE = U.objectFieldOffset
                (AbstractQueuedSynchronizer.class.getDeclaredField("state"));
            HEAD = U.objectFieldOffset
                (AbstractQueuedSynchronizer.class.getDeclaredField("head"));
            TAIL = U.objectFieldOffset
                (AbstractQueuedSynchronizer.class.getDeclaredField("tail"));
        } catch (ReflectiveOperationException e) {
            throw new Error(e);
        }
        Class<?> ensureLoaded = LockSupport.class;
    }

    private final void initializeSyncQueue() {
        Node h;
        if (U.compareAndSwapObject(this, HEAD, null, (h = new Node())))
            tail = h;
    }

    private final boolean compareAndSetTail(Node expect, Node update) {
        return U.compareAndSwapObject(this, TAIL, expect, update);
    }

喚醒流程

在理解了喚醒的具體邏輯后贩疙，現(xiàn)在來總結(jié)一下，喚醒的具體流程况既。具體如下圖所示：


喚醒流程.png
  • 將等待隊列中的頭節(jié)點(diǎn)線程这溅，移動到同步隊列中。
  • 當(dāng)移動到同步隊列中后棒仍。喚醒該線程悲靴。讓該線程參與同步狀態(tài)的競爭。

整體流程其實(shí)不算太復(fù)雜莫其，大家只需要注意癞尚，當(dāng)我們將等待隊列中的線程節(jié)點(diǎn)加入到同步隊列之后，才會喚醒線程乱陡。

最后

該文章參考以下圖書浇揩，站在巨人的肩膀上『┑撸可以看得更遠(yuǎn)临燃。

  • 《Java并發(fā)編程的藝術(shù)》

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