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[Java教程]Condition的await

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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。

 

参考资料:

怎么理解Condition   http://www.liuinsect.com/2014/01/27/how_to_understand_condition/