Java中的锁池和等待池

Java平台中，因为有内置锁的机制，每个对象都可以承担锁的功能。Java虚拟机会为每个对象维护两个“队列”（姑且称之为“队列”，尽管它不一定符合数据结构上队列的“先进先出”原则）：一个叫Entry Set（入口集），另外一个叫Wait Set（等待集）。对于任意的对象objectX，objectX的Entry Set用于存储等待获取objectX这个锁的所有线程，也就是传说中的锁池，objectX的Wait Set用于存储执行了objectX.wait()/wait(long)的线程，也就是等待池。

先来一张线程的状态图：

 

设objectX是任意一个对象，假设有线程A、B、C同时申请objectX这个对象锁，那么由于任意一个时刻只有一个线程能够获得（占用/持有）这个锁，因此除了胜出（即获得了锁）的线程（这里假设是B）外，其他线程（这里就是A和C）都会被暂停（线程的生命周期状态会被调整为BLOCKED）。这些因申请锁而落选的线程就会被存入objectX对应的锁池之中。当objectX被其持有线程（这里就是B）释放时，锁池中的一个任意（注意是“任意”，而不一定是锁池中等待时间最长或者最短的）线程会被唤醒（即线程的生命周期状态变更为RUNNABLE）。这个被唤醒的线程会与其他活跃线程（即不处于锁池之中，且线程的生命周期状态为RUNNABLE的线程）再次抢占objectX。这时，被唤醒的线程如果成功申请到objectX，那么该线程就从锁池中移除。否则，被唤醒的线程仍然会停留在锁池中，并再次被暂停，以等待下次申请锁的机会。

如果有个线程执行了objectX.wait()，那么该线程就会被暂停（线程的生命周期状态会被调整为Waiting），并且会释放掉objectX锁，然后被存入objectX的等待池之中。此时，该线程就被称为objectX的等待线程。当其他线程执行了objectX.notify()/notifyAll()时，等待池中的一个（或者多个，取决于被调用的是notify还是notifyAll方法）任意（注意是“任意”，而不一定是等待池中等待时间最长或者最短的）等待线程会被唤醒，这些被唤醒的线程会被放到锁池中，会与锁池中已经存在的线程以及其他（可能的）活跃线程共同参与抢夺objectX。至于代码中到底是使用notify还是notifyAll方法，这个要根据实际情况来分析。

ps:等待池中的线程被notify()或者notifyAll()方法唤醒进入到锁池，最后竞争到了锁并且进入了Runnable状态的话，会从wait现场恢复，执行wait()方法之后的代码。

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