ReentrantLock和condition源码浅析(二)

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ReentrantLock和condition源码浅析(二)

时间:2019-11-07本站浏览次数:335

       

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接着上一篇的ReentrantLock和condition源码浅析(一),这篇围绕着condition

一、condition的介绍

在这里为了作对比,引入Object类的两个方法,notify和wait方法,这两个方法作用,估计都很清楚,就是一个具有唤醒线程,另一个具有让线程等待的功能,适用场景,像类似生产者,消费者,那样。

这两个方法的注意点,在于必须放在同步块中执行,具体原因可自行百度或谷歌。执行wait方法后,线程会阻塞,并释放同步代码块的锁(sleep方法会持有锁),notify的方法执行,会唤醒某个线程,但是如果有多个线程执行wait方法阻塞,notify的执行只会唤醒其中某个线程,并不能指定线程唤醒,这时要使用notifyAll才能达到唤醒所有阻塞线程。这样确实有点麻烦,而condition的引入就是为了解决只唤醒执行阻塞的线程。它具有超时作用,即超过某段时间,即会自动唤醒,不会造成一直阻塞。常用的阻塞队列就是这个类实现的。

使用注意点,await和signal必须要在lock方法后执行,如果不执行lock方法就执行await或signal,会出现异常的,具体原因,稍后分析。

 二、condition的await方法

在我们使用该方法时,首先会获取Lock接口的一个实现类,然后调用newCondition类方法,本文以ReentrantLock为例。使用方法如下

1 Lock lock = new ReentrantLock();2 3 Condition empty = lock.newCondition();4 5 // 阻塞线程,并释放锁6 empty.await();7 8 // 唤醒前面阻塞的线程9 empty.signal();

 

 这里先从await方法(不带参数)开始,代码如下

public final void await() throws InterruptedException { if (Thread.interrupted()) throw new InterruptedException(); // 将当前线程包装成一个Node节点,并节点状态为condition,值为-2 Node node = addConditionWaiter(); // 释放当前线程持有的所有锁 long savedState = fullyRelease(node); int interruptMode = 0; // 判断当前线程是否在同步队列中,即在head->tail队列中,如果不在,那就是还在等待队列中,阻塞当前线程。 while (!isOnSyncQueue(node)) { LockSupport.park(this); if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0) break; } // 当当前线程执行了signal方法会经过这个,即重新将当前线程加入同步队列中 if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE) interruptMode = REINTERRUPT; if (node.nextWaiter != null) // clean up if cancelled unlinkCancelledWaiters(); if (interruptMode != 0) reportInterruptAfterWait(interruptMode); }

 

前面也说了该方法一定在lock方法内部执行,不然就会抛异常。具体代码在fullRelease(node)方法内,代码如下

1 final long fullyRelease(Node node) { 2 boolean failed = true; 3 try { 4 // 获取当前线程状态值,即持有了几个锁 5 long savedState = getState(); 6 // 释放锁,最后最执行到ReentrantLock的tryRelease()方法,该段代码会判断当前线程是与持有锁的线程是同一个线程,如果不是,则抛异常 7 if (release(savedState)) { 8 failed = false; 9 return savedState;10 } else {11 throw new IllegalMonitorStateException();12 }13 } finally {14 if (failed)15 // 抛异常了,则将此节点状态改为canceled,等待从队列中移除16 node.waitStatus = Node.CANCELLED;17 }18 }

 

该方法的执行,有这几个步骤

1、将当前线程包装成一个node节点,且状态节点为condition,值为-2。

2、释放当前线程持有的所有锁,让下一个线程能获取锁。

3、如果条件满足,则阻塞该线程,等待被唤醒

4、若被唤醒,则尝试加入该节点到同步队列中,直到获取锁。

至于该方法的几个其他的重载方法,这里不过多叙述

不一样的地方就是改造了while()循环内部代码,重点是使用了LockSupport.parkNanos方法能保证在规定时间,该线程会被唤醒。其他判断就是一些当前线程有没有被中断,有没有达到等待时间等。

三、condition的signal方法

 该方法用来唤醒执行await方法被阻塞的线程,具体代码如下

1 public final void signal() { 2 // 与await方法一样,如果不在lock方法内执行,则也会抛异常 3 if (!isHeldExclusively()) 4 throw new IllegalMonitorStateException(); 5 Node first = firstWaiter; 6 if (first != null) 7 // 唤醒等待队列中线程 8 doSignal(first); 9 }10 11 private void doSignal(Node first) {12 do {13 if ( (firstWaiter = first.nextWaiter) == null)14 lastWaiter = null;15 first.nextWaiter = null;16 } while (!transferForSignal(first) &&17 (first = firstWaiter) != null);18 }19 20 final boolean transferForSignal(Node node) {21 /*22 * If cannot change waitStatus, the node has been cancelled. 如果改变node节点状态失败,即该节点被取消了23 */24 if (!compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0))25 return false;26 // 将该节点加入同步队列中,即head->tail队列中27 Node p = enq(node);28 int ws = p.waitStatus;29 // 如果节点被取消,或更改状态失败,则唤醒被阻塞的线程30 if (ws > 0 || !compareAndSetWaitStatus(p, ws, Node.SIGNAL))31 LockSupport.unpark(node.thread);32 return true;33 }34

 

 或许有的人会有疑问,执行await方法,有执行LockSupport.park方法来阻塞线程,但是执行signal方法顺利的话,没有代码执行LockSupport.unpark方法,那线程岂不是还一直在阻塞中?

其实呢,signal起的作用并不是直接唤醒线程,它的作用是把阻塞的线程移到同步队列中,在上一篇中ReentrantLock和condition源码浅析(一) 博文中有介绍release方法,该方法内部有一个执行unpark方法,

它会去不断的释放满足条件的并被阻塞的线程。

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 以上内容就是我堆condition的了解,若有错误或不足之处,还望指正,谢谢!

 




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