Condition条件队列-并发协作者

科技公元 后端 2024-10-11

1、Condition是什么?

Condition很简单,它只是JUC包里的一个接口。定义了2个核心方法。

一个是await()方法,可以让线程进入阻塞等待。

另一个是signal()方法,可以唤醒指定线程。

Condition条件队列-并发协作者

1.1 具体看看Condition源码

在AQS的内部类ConditionObject对这个接口进行了实现。我们看ConditionObject,他就是AQS里经典的FIFO条件等待队列。

Condition条件队列-并发协作者

ConditionObject的类结果图。

Condition条件队列-并发协作者

看了源码结构,和刚才总结一样,Condition有2大核心方法:

其中,await(),还有一个阻塞等待时间入参可选await(long time, TimeUnit unit):让当前线程进入阻塞,等待该条件唤醒,并设置等待超时时间;

然后signal()是唤醒等待该Condition的一个线程;而signalAll()是唤醒所有等待该Condition条件的线程。

2、Condition的条件等待唤醒和Object.wait()、notify()有什么区别

      问到正主了,其实这个问题也就是问:Condition的优点有哪些。最开始我们学JAVA编程,都是从synchronized开始,线程并发协调,常用的就是对象的wait(),nofity()方法。

     说到Condition的条件等待和唤醒,与JAVA对象的等待唤醒机制区别,就应该先说说ReentrantLock和synchronized的区别。这个区别在之前的文章《ReentrantLock核心原理剖析》有过分享。这里再补充几个。其中之一,就是ReentrantLock通过Condition条件队列实现多路通知,而synchronized只能单路通知。具体就是ReentrantLock可以通过多个不同的condition条件队列进行等待和唤醒,synchronized相当于功能单一的锁。

另外synchronized的锁是通过JVM实现,而ReentrantLock是通过接口api实现。

那Condition条件队列和对象的等待阻塞最大不同是什么?

一句话:Condition支持按顺序精准唤醒线程。而Object的做不到。

比如要求实现A和B执行完成后,C才能执行,而且C执行完成后才能执行D、F。任意指定协调条件,Condition都可以支持。

篇幅有限,这个精准唤醒多条件协调案例demo先不放上来了。

3、说说Condition条件队列核心原理

       那我们就说说await()方法是如何实现的,一句话,核心就是:调用await()方法后,当前线程进入阻塞,同时释放锁。

具体我们看看源码。scss

代码解读
复制代码
public final void await() throws InterruptedException { if (Thread.interrupted()) throw new InterruptedException(); //将自己加入到AQS的FIFO等待队列尾部,进入等待 Node node = addConditionWaiter(); //释放锁资源 int savedState = fullyRelease(node); int interruptMode = 0; //检测本线程节点是否在AQS同步队列中,如果不在就继续检测,直到发现在AQS同步队列中 while (!isOnSyncQueue(node)) { //如果在队列中,就挂起本线程 LockSupport.park(this); //如果被中断,则跳出循环 if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0) break; } //尝试获取锁-毕竟这期间有可能被唤醒了,以及是否发生过中断 if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE) interruptMode = REINTERRUPT; if (node.nextWaiter != null) // clean up if cancelled unlinkCancelledWaiters(); if (interruptMode != 0) reportInterruptAfterWait(interruptMode); }

具体await()方法里,就是线程进入了阻塞状态,以及自旋,不断判断自己NODE节点是在等待队列,还是在AQS队列。如果在AQS队列,就说明已经被唤醒了,不用再继续阻塞。如果还在等待队列,就继续自旋。

最后,我们再看看signal()唤醒方法。唤醒该条件队列线程。如果ReentrantLock是公平锁,就唤醒等待时间最长的头节点线程,如果是非公平锁,就唤醒整个等待队列。

唤醒操作,其实就是从等待队列中,将头节点挪到AQS节点,这样这个节点就被唤醒,不用再阻塞。如果是signalAll(),就是将全部等待队列节点,挪到AQS,唤醒他们。java

代码解读
复制代码
public final void signal() { //判断当前线程是否持有锁,只有持有锁才能唤醒其他线程,不持有锁,就抛异常 if (!isHeldExclusively()) throw new IllegalMonitorStateException(); Node first = firstWaiter; if (first != null) doSignal(first); } //具体唤醒过程 private void doSignal(Node first) { //尝试将头节点NODE唤醒,从等待队列中,挪到AQS队列,并通过CAS操作更新NODE状态 do { if ( (firstWaiter = first.nextWaiter) == null) lastWaiter = null; first.nextWaiter = null; } while (!transferForSignal(first) && (first = firstWaiter) != null); }

转载来源:https://juejin.cn/post/7417498449174233122

Apipost 私有化火热进行中

评论