ConditionObject介绍(二)

1. Condition的signal方法分析

分为了几个部分:
● 确保执行signal方法的是持有锁的线程
● 脱离Condition的队列
● 将Node状态从-2改为0
● 将Node添加到AQS队列
● 为了避免当前Node无法在AQS队列正常唤醒做了一些判断和操作

// 线程挂起后,可以基于signal唤醒~
public final void signal() {
 // 在ReentrantLock中,如果执行signal的线程没有持有锁资源,直接扔异常
if (!isHeldExclusively())
throw new IllegalMonitorStateException();
// 拿到排在Condition首位的Node
Node first = firstWaiter;
// 有Node在排队,才需要唤醒,如果没有,直接告辞~~
if (first != null)
doSignal(first);
}
// 开始唤醒Condition中的Node中的线程
private void doSignal(Node first) {
// 先一波do-while走你~~~
do {
// 获取到第二个节点,并且将第二个节点设置为firstWaiter
if ( (firstWaiter = first.nextWaiter) == null)
// 说明就一个节点在Condition队列中,那么直接将firstWaiter和lastWaiter置位null
lastWaiter = null;
// 如果还有nextWaiter节点,因为当前节点要被唤醒了,脱离整个Condition队列。将nextWaiter置位null
first.nextWaiter = null;
// 如果transferForSignal返回true,一切正常,退出while循环
} while (!transferForSignal(first) &&
// 如果后续节点还有,往后面继续唤醒,如果没有,退出while循环
(first = firstWaiter) != null);
}
// 准备开始唤醒在Condition中排队的Node
final boolean transferForSignal(Node node) {
// 将在Condition队列中的Node的状态从-2,改为0,代表要扔到AQS队列了。
if (!compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0))
// 如果失败了,说明在signal之前应当是线程被中断了,从而被唤醒了。
return false;
// 如果正常的将Node的状态从-2改为0,这是就要将Condition中的这个Node扔到AQS的队列。
// 将当前Node扔到AQS队列,返回的p是当前Node的prev
Node p = enq(node);
// 获取上一个Node的状态
int ws = p.waitStatus;
// 如果ws > 0 ,说明这个Node已经被取消了。
// 如果ws状态不是取消,将prev节点的状态改为-1,。
if (ws > 0 || !compareAndSetWaitStatus(p, ws, Node.SIGNAL))
// 如果prev节点已经取消了,可能会导致当前节点永远无法被唤醒。立即唤醒当前节点,基于acquireQueued方法,
// 让当前节点找到一个正常的prev节点,并挂起线程
// 如果prev节点正常,但是CAS修改prev节点失败了。证明prev节点因为并发原因导致状态改变。还是为了避免当前
// 节点无法被正常唤醒,提前唤醒当前线程,基于acquireQueued方法,让当前节点找到一个正常的prev节点,并挂起线程
LockSupport.unpark(node.thread);
// 返回true
return true;
}

2. Conditiond的await方法分析(后置分析)

分为了几个部分:
● 唤醒之后,要先确认是中断唤醒还是signal唤醒,还是signal唤醒后被中断
● 确保当前线程的Node已经在AQS队列中
● 执行acquireQueued方法,等待锁资源。
● 在获取锁资源后,要确认是否在获取锁资源的阶段被中断过,如果被中断过,并且不是THROW_IE,那就确保
interruptMode是REINTERRUPT。
● 确认当前Node已经不在Condition队列中了
● 最终根据interruptMode来决定具体做的事情
● 0:嘛也不做。
● THROW_IE:抛出异常
● REINTERRUPT:执行线程的interrupt方法

// 现在分析await方法的后半部分
public final void await() throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
Node node = addConditionWaiter();
int savedState = fullyRelease(node);
// 中断模式~
int interruptMode = 0;
while (!isOnSyncQueue(node)) {
LockSupport.park(this);
// 如果线程执行到这,说明现在被唤醒了。
// 线程可以被signal唤醒。(如果是signal唤醒,可以确认线程已经在AQS队列中)
// 线程可以被interrupt唤醒,线程被唤醒后,没有在AQS队列中。
// 如果线程先被signal唤醒,然后线程中断了。。。。(做一些额外处理)
// checkInterruptWhileWaiting可以确认当前中如何唤醒的。
// 返回的值,有三种
// 0:正常signal唤醒,没别的事(不知道Node是否在AQS队列)
 // THROW_IE(-1):中断唤醒,并且可以确保在AQS队列
// REINTERRUPT(1):signal唤醒,但是线程被中断了,并且可以确保在AQS队列
if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
break;
}
// Node一定在AQS队列
// 执行acquireQueued,尝试在ReentrantLock中获取锁资源。
// acquireQueued方法返回true:代表线程在AQS队列中挂起时,被中断过
if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)
// 如果线程在AQS队列排队时,被中断了,并且不是THROW_IE状态,确保线程的interruptMode是REINTERRUPT
// REINTERRUPT:await不是中断唤醒,但是后续被中断过!!!
interruptMode = REINTERRUPT;
// 如果当前Node还在condition的单向链表中,脱离Condition的单向链表
if (node.nextWaiter != null)
unlinkCancelledWaiters();
// 如果interruptMode是0,说明线程在signal后以及持有锁的过程中,没被中断过,什么事都不做!
if (interruptMode != 0)
// 如果不是0~
reportInterruptAfterWait(interruptMode);
}
// 判断当前线程被唤醒的模式,确认interruptMode的值。
private int checkInterruptWhileWaiting(Node node) {
// 判断线程是否中断了。
return Thread.interrupted() ?
// THROW_IE:代表线程是被interrupt唤醒的,需要向上排除异常
// REINTERRUPT:代表线程是signal唤醒的,但是在唤醒之后,被中断了。
 (transferAfterCancelledWait(node) ? THROW_IE : REINTERRUPT) :
// 线程是正常的被signal唤醒,并且线程没有中断过。
0;
}
// 判断线程到底是中断唤醒的,还是signal唤醒的!
final boolean transferAfterCancelledWait(Node node) {
// 基于CAS将Node的状态从-2改为0
if (compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0)) {
// 说明是中断唤醒的线程。因为CAS成功了。
// 将Node添加到AQS队列中~(如果是中断唤醒的,当前线程同时存在Condition的单向链表以及AQS的队列中)
enq(node);
// 返回true
return true;
}
// 判断当前的Node是否在AQS队列(signal唤醒的,但是可能线程还没放到AQS队列)
// 等到signal方法将线程的Node扔到AQS队列后,再做后续操作
while (!isOnSyncQueue(node))
// 如果没在AQS队列上,那就线程让步,稍等一会,Node放到AQS队列再处理(看CPU)
Thread.yield();
// signal唤醒的,返回false
return false;
}
// 确认Node是否在AQS队列上
final boolean isOnSyncQueue(Node node) {
// 如果线程状态为-2,肯定没在AQS队列
 // 如果prev节点的值为null,肯定没在AQS队列
if (node.waitStatus == Node.CONDITION || node.prev == null)
// 返回false
return false;
// 如果节点的next不为null。说明已经在AQS队列上。、
if (node.next != null)
// 确定AQS队列上有!
return true;
// 如果上述判断都没有确认节点在AQS队列上,在AQS队列中寻找一波
return findNodeFromTail(node);
}
// 在AQS队列中找当前节点
private boolean findNodeFromTail(Node node) {
// 拿到尾节点
Node t = tail;
for (;;) {
// tail是否是当前节点,如果是,说明在AQS队列
if (t == node)
// 可以跳出while循环
return true;
// 如果节点为null,AQS队列中没有当前节点
if (t == null)
// 进入while,让步一手
return false;
// t向前引用
t = t.prev;
}
}
private void reportInterruptAfterWait(int interruptMode) throws InterruptedException {
// 如果是中断唤醒的await,直接抛出异常!
if (interruptMode == THROW_IE)
throw new InterruptedException();
// 如果是REINTERRUPT,signal后被中断过
else if (interruptMode == REINTERRUPT)
// 确认线程的中断标记位是true
// Thread.currentThread().interrupt();
selfInterrupt();
}

3 Condition的awaitNanos&signalAll方法分析

awaitNanos:仅仅是在await方法的基础上,做了一内内的改变,整体的逻辑思想都是一样的。
挂起线程时,传入要阻塞的时间,时间到了,自动唤醒,走添加到AQS队列的逻辑

// await指定时间,多了个时间到了自动醒。
public final long awaitNanos(long nanosTimeout)
throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
Node node = addConditionWaiter();
int savedState = fullyRelease(node);
// deadline:当前线程最多挂起到什么时间点
 final long deadline = System.nanoTime() + nanosTimeout;
int interruptMode = 0;
while (!isOnSyncQueue(node)) {
// nanosTimeout的时间小于等于0,直接告辞!!
if (nanosTimeout <= 0L) {
// 正常扔到AQS队列
transferAfterCancelledWait(node);
break;
}
// nanosTimeout的时间大于1000纳秒时,才可以挂起线程
if (nanosTimeout >= spinForTimeoutThreshold)
// 如果大于,正常挂起
LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout);
if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
break;
// 计算剩余的挂起时间,可能需要重新的走while循环,再次挂起线程
nanosTimeout = deadline - System.nanoTime();
}
if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)
interruptMode = REINTERRUPT;
if (node.nextWaiter != null)
unlinkCancelledWaiters();
if (interruptMode != 0)
reportInterruptAfterWait(interruptMode);
// 剩余的挂起时间
return deadline - System.nanoTime();
}

signalAll方法。这个方法一看就懂,之前signal是唤醒1个,这个是全部唤醒

// 以do-while的形式,将Condition单向链表中的所有Node,全部唤醒并扔到AQS队列
private void doSignalAll(Node first) {
// 将头尾都置位null~
lastWaiter = firstWaiter = null;
do {
// 拿到next节点的引用
Node next = first.nextWaiter;
// 断开当前Node的nextWaiter
first.nextWaiter = null;
// 修改Node状态,扔AQS队列,是否唤醒!
transferForSignal(first);
// 指向下一个节点
first = next;
} while (first != null);
}

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