java.util.concurrent.locks.Condition详解

Condition翻译成中文是“条件”，一般我们称其为条件变量，每一个Condition对象都通过链表保存了一个队列，我们称之为条件队列。

当然了，这里所说的Condition对象一般指的是Condition接口的实现类ConditionObject，比如我们实现同步锁的基础AQS内部的ConditionObject类。

一、Condition接口

Condition只是一个简单的接口，里面定义了几个阻塞和唤醒线程的方法。其中await()系列的方法就用于阻塞线程，signal()系列方法用于恢复线程。

package java.util.concurrent.locks;

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.Date;

public interface Condition {

    void await() throws InterruptedException;

    void awaitUninterruptibly();

    long awaitNanos(long nanosTimeout) throws InterruptedException;

    boolean await(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;

    boolean awaitUntil(Date deadline) throws InterruptedException;

    void signal();

    void signalAll();
}

二、ConditionObject

在这个章节，将会详细介绍AQS里的Condition实现类AbstractQueueSychronizer.ConditionObject，ConditionObject通过一个双向链表Node保存了一个条件队列，这个条件队列用来保存被阻塞的线程信息，通过下面的类图可以看到Node内部有一个Thread属性。

1、ConditionObject类图

2、ConditionObject方法详解

addConditionWaiter()

往条件队列里添加元素，这个方法很简单，中间的那段代码先不用看，其余代码就是一个往链表里添加节点的操作

private Node addConditionWaiter() {
    // 获取最后一个节点
    Node t = lastWaiter;

    // 这段代码看不懂没关系，先忽略掉
    // If lastWaiter is cancelled, clean out.
    if (t != null && t.waitStatus != Node.CONDITION) {
        unlinkCancelledWaiters();

        t = lastWaiter;
    }

    // 根据当前线程封装一个Node节点对象
    Node node = new Node(Thread.currentThread(), Node.CONDITION);

    // 如果链表最后一个节点是空，说明链表没有元素,直接设置待添加节点node为第一个节点
    if (t == null) {
        firstWaiter = node;
    }
    // 如果链表不为空，将node设置为最后一个节点的下一个节点
    else {
        t.nextWaiter = node;
    }

    // 设置当前节点为最后一个节点
    lastWaiter = node;

    // 返回封装的node对象
    return node;
}

signal() 

恢复一个被阻塞的线程，会先获取队列第一个节点，如果第一个节点不为null，说明队列不为空，最起码有一个节点。这时候会调用doSignal()方法。

public final void signal() {
    if (!isHeldExclusively())
        throw new IllegalMonitorStateException();

    Node first = firstWaiter;

    if (first != null)
        doSignal(first);
}

doSignal(Node)

private void doSignal(Node first) {
    do {
        if ( (firstWaiter = first.nextWaiter) == null)
            lastWaiter = null;
        
        first.nextWaiter = null;
    } while (!transferForSignal(first) && (first = firstWaiter) != null);
}

do里面的代码看不出来它的功能，我们需要具体看transferForSignal()方法，这个方法最重要的一句代码是调用LockSupport.unparck()方法，只需要理解这一句代码即可，其余的代码暂时不用管，一开始学习一个API的源码时，不需要全部都看懂，随着对代码的深入，这些功能都会迎刃而解。

final boolean transferForSignal(Node node) {
    if (!compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0))
        return false;

    Node p = enq(node);
    int ws = p.waitStatus;

    if (ws > 0 || !compareAndSetWaitStatus(p, ws, Node.SIGNAL))
        LockSupport.unpark(node.thread); // 恢复线程
    
    return true;
}