走进AQS体系（二）—— 条件队列

概述

• 条件队列在 并发编程中是用于对一类事务在处理时机未到的情况下，让负责处理此类事务的线程进行阻塞，当时机成熟的时候，将其唤醒，使其继续往下处理这件事务；
• 条件队列针对阻塞于某类条件的线程进行集中化的队列管理，能保证当该条件成熟了 ，这些线程能够按照有序的方式一个个转换到同步队列中；
• 需要区分两种唤醒，条件队列的唤醒，是每次唤醒后会将其转换到同步队列，最终这些条件队列上的CONDITION节点都是转换到同步队列中的；同步队列的唤醒，是去争夺处理机，真正去执行线程内容；所以，第一个唤醒不考虑特殊情况的话表明条件成熟了，线程就绪；第二个唤醒同样不考虑特殊情况的话表明前置节点执行完了，准备将处理机让给它，线程运行；

ConditionObject类内容说明

public class ConditionObject implements 
							Condition, java.io.Serializable {
   
    // 条件队列的第一个waiter
    private transient Node firstWaiter;
    // 条件队列的最后一个waiter
    private transient Node lastWaiter;
    /**
     * 表示重新中断退出wait模式
     */
    private static final int REINTERRUPT =  1;
    /**
     * 表示抛出 InterruptedException 退出等待模式
     */
    private static final int THROW_IE    = -1;
}

条件队列图

上方双指针链表队列 为同步队列，下方单指针链表 队列为条件队列；

条件队列进队流程描述

1. 判断当前线程是否已经中断，已经中断的话在game over；
2. 创建节点并从尾部进入条件队列，这里如果队列lastWaiter的waitStatus为CANCELLED，则会先对队列进行整理再进行新节点入队；
3. await/signal 操作的前提是获取到了锁，所以await操作在节点入队之后需要对锁进行释放，释放失败的话将节点的状态设置为CANCELLED，这也是2中为什么只针对lastWaiter的状态进行判断的原因；
4. 入队、锁释放都已完成，下一步就是需要对线程进行阻塞，阻塞的前提是节点目前不在同步队列中；阻塞的伪代码如下：

while(不在同步队列) {
   
	park(this)
	//~ 
	// 苏醒之后继续旋转判断，合适就退出
}

5. 在第4点说了，唤醒之后会在自旋里判断是否需要继续park，但这个唤醒还不太好搞，可能是中断，也可能是signal，所以这里需要鉴别一下这两种情况。鉴别方式是，如果CAS将条件队列节点状态从CONDITION转为0，并且成功 (条件队列在成功的情况下会 将条件节点转移至同步队列) ，则说明中断发生在signal前；如果CAS失败，则说明signal发生在中断之前，因为节点 状态已经非CONDITION; 伪代码修改如下：

while(不在同步队列) {
   
	park(this)
	//~ 
	// 苏醒之后继续旋转判断，合适就退出
	if (发生中断，验证是中断发生在signal之前还是signal发生在中断之前) {
   
		break;
	}
}

6. 节点此时已经处于同步队列，则需要走AQS独占模式的acquireQueued()方法，该方法是一个自旋，如果前节点不是头节点，则直接park，当被unparkSecussor后，继续在循环体里去尝试获取锁，成功则跳出执行，不成功则继续park；
7. 节点传送至同步队列之后，根据该节点的nextWaiter是否为空去判断是否需要对条件队列的节点关系进行调整，对CANCELLED节点进行剔除；这里可能需要调整是因为会出现下图这种情况：
   
8. 根据acquireQueued()返回的中断bool值和步骤5判断出来的中断类型决定是否需要throw InterruptException或者interrupt()还原中断信号；如果步骤5的判断结果是中断发生在signal 前，则需要throw InterruptException；如果步骤5的判断结果是（中断发生在signal 后或者没中断)，并且acquireQueued() 返回为true,则需要调用interrupt()还原中断状态；

条件队列进队流程图解

条件队列进队源码解析

1、await()

public final void await() throws InterruptedException {
   
    /**
     * 1、如果当前线程被中断, 则抛出InterruptException
     */
    if (Thread.interrupted())
        throw new InterruptedException();
    /**
     * 2、waiter 入队
     *    两件事情：1、调整条件队列关系；2、节点从尾部入队；
     */
    Node node = addConditionWaiter();
    /**
     * 3、await()是阻塞操作，并且调用await之前是需要获取到锁；
     *    所以线程入队之后需要释放已获取的锁，如果失败的话则
     *    节点入队状态为CANCELLED；
     */
    int savedState = fullyRelease(node);
    /**
     * 4、走到这里节点已经入队成功，这一步的作用是校验节点相应
     *    的条件是否已经就绪&