上一篇 文章中我们分析了ReentrantLock的实现原理，今天在分析一下条件锁。条件锁的具体实现在AbstractQueuedSynchronizer的内部类ConditionObject类中，总之，java中的锁，离不开AQS的实现。条件锁一般如下使用。
class BoundedBuffer {
final Lock lock = new ReentrantLock();
final Condition notFull = lock.newCondition();
final Condition notEmpty = lock.newCondition();
final Object[] items = new Object[100];
int putptr, takeptr, count;
public void put(Object x) throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (count == items.length)
notFull.await();
items[putptr] = x;
if (++putptr == items.length) putptr = 0;
++count;
notEmpty.signal();
} finally {
lock.unlock();
}
}
public Object take() throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (count == 0)
notEmpty.await();
Object x = items[takeptr];
if (++takeptr == items.length) takeptr = 0;
--count;
notFull.signal();
return x;
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
Condition锁的概念
Condition主要是为了在J.U.C框架中提供和Java传统的监视器风格的wait，notify和notifyAll方法类似的功能。
JDK的官方解释如下：
条件（也称为条件队列 或条件变量）为线程提供了一个含义，以便在某个状态条件现在可能为 true 的另一个线程通知它之前，一直挂起该线程（即让其“等待”）。因为访问此共享状态信息发生在不同的线程中，所以它必须受保护，因此要将某种形式的锁与该条件相关联。所以调用Condition的await和signal方法一定要放在lock和unlock代码块中间。
在分下ReentrantLock的实现时，提到了一个队列，暂且称为AQS队列或者同步队列吧。在Condition的具体实现也有一个队列，暂且称为条件队列。两者是相对独立的队列，因此一个Lock可以有多个Condition，Lock(AQS)的队列主要是阻塞线程的，而Condition的队列也是阻塞线程，但是它是有阻塞和通知解除阻塞的功能
Condition阻塞时会释放Lock的锁，阻塞流程请看下面的Condition的await()方法。
Condition锁的实现思路
Condition锁的具体实现需要借助AQS队列和Condition队列。阻塞节点会在AQS队列和Condition队列中转移。具体的实现在await和signal方法中。
- await()就是在当前线程持有锁的基础上释放锁资源，并新建Condition节点加入到Condition的队列尾部，阻塞当前线程
- signal()就是将Condition的头节点移动到AQS等待节点尾部，让其等待再次获取锁
AQS队列和Condition队列的出入结点的示意图
示意图copy的这篇博文,感谢博主的分享
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初始化状态：AQS等待队列有3个Node，Condition队列有1个Node
image.png -
节点1执行Condition.await()
image.png
步骤说明：
1、添加一个新的节点到Condition队列的末尾（相当于把AQS节点的头结点移动到Condition队列的末尾）。
2、释放锁，唤醒AQS队列上阻塞的线程，AQS队列head指针后移
3、更新lastWaiter为节点1 -
节点2执行signal()操作
image.png
1、将firstWaiter后移
2、将节点4移出Condition队列
3、将节点4加入到AQS的等待队列中去
4、更新AQS的等待队列的tail
下面具体的分析一下代码
加锁
Condition锁加锁的代码在await方法中
public final void await() throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
//创建新的节点，加到Condition队列的末尾
Node node = addConditionWaiter();
//在ReentrantLock中已经讲过该方法，释放锁，让AQS队列中等待的线程继续执行
int savedState = fullyRelease(node);
int interruptMode = 0;
//自旋操作，因为此时有可能其他线程执行了signal操作，node节点可能已经有Condition队列移除到AQS队列。所以需要这个判断
while (!isOnSyncQueue(node)) {
// 如果该节点不在AQS队列，在Conditioin队列，那么阻塞线程
LockSupport.park(this);
//设置终端处理方式
if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
break;
}
// 注意执行到这里了，肯定有其他线程执行了signal操作，acquireQueued方法之前在ReentrantLock中也分析过了。获取锁，参与锁的竞争
if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)
interruptMode = REINTERRUPT;
if (node.nextWaiter != null) // clean up if cancelled
unlinkCancelledWaiters();
if (interruptMode != 0)
reportInterruptAfterWait(interruptMode);
}
解锁
Condition锁解锁在调用signal方式，signal和signalAll方法的区别在于，signalAll将唤醒所有的线程参与锁的竞争，并将Condition队列中所有的节点都放到AQS队列中。
public final void signal() {
// 判断锁的持有者
if (!isHeldExclusively())
throw new IllegalMonitorStateException();
Node first = firstWaiter;
if (first != null)
doSignal(first);
}
private void doSignal(Node first) {
do {
//firstWaiter 指针后移，从Condition队列中移除头结点
if ( (firstWaiter = first.nextWaiter) == null)
lastWaiter = null;
first.nextWaiter = null;
} while (!transferForSignal(first) &&
(first = firstWaiter) != null);
}
final boolean transferForSignal(Node node) {
if (!compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0))
return false;
//Condition队列移到AQS队列
Node p = enq(node);
int ws = p.waitStatus;
if (ws > 0 || !compareAndSetWaitStatus(p, ws, Node.SIGNAL))
// 唤醒线程，要注意线程在那里被唤醒了（await中park的地方）
LockSupport.unpark(node.thread);
return true;
}
如果ReentrantLock的实现认真分析了，那么Condition的实现代码看起来就比较简单了，如果Condition的代码看起来吃力，请回过来看上一篇ReentrantLock的文章
参考文献
- JUC.Condition学习笔记附详细源码解析