【Java】多线程和高并发编程（三）：锁（中）深入ReentrantLock

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3、深入ReentrantLock

3.1 ReentrantLock和synchronized的区别

废话区别：单词不一样。。。

核心区别：

• ReentrantLock是个类，synchronized是关键字，当然都是在JVM层面实现互斥锁的方式

效率区别：

• 如果竞争比较激烈，推荐ReentrantLock去实现，不存在锁升级概念。而synchronized是存在锁升级概念的，如果升级到重量级锁，是不存在锁降级的。

底层实现区别：

• 实现原理是不一样，ReentrantLock基于AQS实现的，synchronized是基于ObjectMonitor

功能向的区别：

• ReentrantLock的功能比synchronized更全面。
  • ReentrantLock支持公平锁和非公平锁
  • ReentrantLock可以指定等待锁资源的时间。

选择哪个：如果你对并发编程特别熟练，推荐使用ReentrantLock，功能更丰富。如果掌握的一般般，使用synchronized会更好

3.2 AQS概述

AQS就是AbstractQueuedSynchronizer抽象类，AQS其实就是JUC包下的一个基类，JUC下的很多内容都是基于AQS实现了部分功能，比如ReentrantLock，ThreadPoolExecutor，阻塞队列，CountDownLatch，Semaphore，CyclicBarrier等等都是基于AQS实现。

首先AQS中提供了一个由volatile修饰，并且采用CAS方式修改的int类型的state变量。

其次AQS中维护了一个双向链表，有head，有tail，并且每个节点都是Node对象

static final class Node {static final Node SHARED = new Node();static final Node EXCLUSIVE = null;static final int CANCELLED =  1;static final int SIGNAL    = -1;static final int CONDITION = -2;static final int PROPAGATE = -3;volatile int waitStatus;volatile Node prev;volatile Node next;volatile Thread thread; 
}

AQS内部结构和属性

3.3 加锁流程源码剖析

3.3.1 加锁流程概述

这个是非公平锁的流程

3.3.2 三种加锁源码分析

3.3.2.1 lock方法

1. 执行lock方法后，公平锁和非公平锁的执行套路不一样

   // 非公平锁
   final void lock() {// 上来就先基于CAS的方式，尝试将state从0改为1if (compareAndSetState(0, 1))// 获取锁资源成功，会将当前线程设置到exclusiveOwnerThread属性，代表是当前线程持有着锁资源setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());else// 执行acquire，尝试获取锁资源acquire(1);
   }// 公平锁
   final void lock() {//  执行acquire，尝试获取锁资源acquire(1);
   }
   

2. acquire方法，是公平锁和非公平锁的逻辑一样

   public final void acquire(int arg) {// tryAcquire：再次查看，当前线程是否可以尝试获取锁资源if (!tryAcquire(arg) &&// 没有拿到锁资源// addWaiter(Node.EXCLUSIVE)：将当前线程封装为Node节点，插入到AQS的双向链表的结尾// acquireQueued：查看我是否是第一个排队的节点，如果是可以再次尝试获取锁资源，如果长时间拿不到，挂起线程// 如果不是第一个排队的额节点，就尝试挂起线程即可acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))// 中断线程的操作selfInterrupt();
   }
   

3. tryAcquire方法竞争锁最资源的逻辑，分为公平锁和非公平锁

   // 非公平锁实现
   final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {// 获取当前线程final Thread current = Thread.currentThread();// 获取了state熟属性int c = getState();// 判断state当前是否为0,之前持有锁的线程释放了锁资源if (c == 0) {// 再次抢一波锁资源if (compareAndSetState(0, acquires)) {setExclusiveOwnerThread(current);// 拿锁成功返回truereturn true;}}// 不是0，有线程持有着锁资源，如果是，证明是锁重入操作else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {// 将state + 1int nextc = c + acquires;if (nextc < 0) // 说明对重入次数+1后，超过了int正数的取值范围// 01111111 11111111 11111111 11111111// 10000000 00000000 00000000 00000000// 说明重入的次数超过界限了。throw new Error("Maximum lock count exceeded");// 正常的将计算结果，复制给statesetState(nextc);// 锁重入成功return true;}// 返回falsereturn false;
   }// 公平锁实现
   protected final boolean tryAcquire(int acquires) {// 获取当前线程final Thread current = Thread.currentThread();// ....int c = getState();if (c == 0) {// 查看AQS中是否有排队的Node// 没人排队抢一手 。有人排队，如果我是第一个，也抢一手if (!hasQueuedPredecessors() &&// 抢一手~compareAndSetState(0, acquires)) {setExclusiveOwnerThread(current);return true;}}// 锁重入~~~else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {int nextc = c + acquires;if (nextc < 0)throw new Error("Maximum lock count exceeded");setState(nextc);return true;}return false;
   }// 查看是否有线程在AQS的双向队列中排队
   // 返回false，代表没人排队
   public final boolean hasQueuedPredecessors() {// 头尾节点Node t = tail; Node h = head;// s为头结点的next节点Node s;// 如果头尾节点相等，证明没有线程排队，直接去抢占锁资源return h != t &&// s节点不为null，并且s节点的线程为当前线程（排在第一名的是不是我）(s == null || s.thread != Thread.currentThread());
   }
   

4. addWaite方法，将没有拿到锁资源的线程扔到AQS队列中去排队

   // 没有拿到锁资源，过来排队，  mode：代表互斥锁
   private Node addWaiter(Node mode) {// 将当前线程封装为Node，Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);// 拿到尾结点Node pred = tail;// 如果尾结点不为nullif (pred != null) {// 当前节点的prev指向尾结点node.prev = pred;// 以CAS的方式，将当前线程设置为tail节点if (compareAndSetTail(pred, node)) {// 将之前的尾结点的next指向当前节点pred.next = node;return node;}}// 如果CAS失败，以死循环的方式，保证当前线程的Node一定可以放到AQS队列的末尾enq(node);return node;
   }private Node enq(final Node node) {for (;;) {// 拿到尾结点Node t = tail;// 如果尾结点为空，AQS中一个节点都没有，构建一个伪节点，作为head和tailif (t == null) { if (compareAndSetHead(new Node()))tail = head;} else {// 比较熟悉了，以CAS的方式，在AQS中有节点后，插入到AQS队列的末尾node.prev = t;if (compareAndSetTail(t, node)) {t.next = node;return t;}}}
   }
   

5. acquireQueued方法，判断当前线程是否还能再次尝试获取锁资源，如果不能再次获取锁资源，或者又没获取到，尝试将当前线程挂起

   // 当前没有拿到锁资源后，并且到AQS排队了之后触发的方法。  中断操作这里不用考虑
   final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {// 不考虑中断// failed：获取锁资源是否失败（这里简单掌握落地，真正触发的，还是tryLock和lockInterruptibly）boolean failed = true;try {boolean interrupted = false;// 死循环…………for (;;) {// 拿到当前节点的前继节点final Node p = node.predecessor();// 前继节点是否是head，如果是head，再次执行tryAcquire尝试获取锁资源。if (p == head && tryAcquire(arg)) {// 获取锁资源成功// 设置头结点为当前获取锁资源成功Node，并且取消thread信息setHead(node);// help GCp.next = null; // 获取锁失败标识为falsefailed = false;return interrupted;}// 没拿到锁资源……// shouldParkAfterFailedAcquire：基于上一个节点转改来判断当前节点是否能够挂起线程，如果可以返回true，// 如果不能，就返回false，继续下次循环if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&// 这里基于Unsafe类的park方法，将当前线程挂起parkAndCheckInterrupt())interrupted = true;}} finally {if (failed)// 在lock方法中，基本不会执行。cancelAcquire(node);}
   }
   // 获取锁资源成功后，先执行setHead
   private void setHead(Node node) {// 当前节点作为头结点  伪head = node;// 头结点不需要线程信息node.thread = null;node.prev = null;
   }// 当前Node没有拿到锁资源，或者没有资格竞争锁资源，看一下能否挂起当前线程
   private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {// -1，SIGNAL状态：代表当前节点的后继节点，可以挂起线程，后续我会唤醒我的后继节点// 1，CANCELLED状态：代表当前节点以及取消了int ws = pred.waitStatus;if (ws == Node.SIGNAL)// 上一个节点为-1之后，当前节点才可以安心的挂起线程return true;if (ws > 0) {// 如果当前节点的上一个节点是取消状态，我需要往前找到一个状态不为1的Node，作为他的next节点// 找到状态不为1的节点后，设置一下next和prevdo {node.prev = pred = pred.prev;} while (pred.waitStatus > 0);pred.next = node;} else {// 上一个节点的状态不是1或者-1，那就代表节点状态正常，将上一个节点的状态改为-1compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);}return false;
   }
   

3.3.2.2 tryLock方法

• tryLock();

  // tryLock方法，无论公平锁还有非公平锁。都会走非公平锁抢占锁资源的操作
  // 就是拿到state的值， 如果是0，直接CAS浅尝一下
  // state 不是0，那就看下是不是锁重入操作
  // 如果没抢到，或者不是锁重入操作，告辞，返回false
  public boolean tryLock() {// 非公平锁的竞争锁操作return sync.nonfairTryAcquire(1);
  }
  final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {final Thread current = Thread.currentThread();int c = getState();if (c == 0) {if (compareAndSetState(0, acquires)) {setExclusiveOwnerThread(current);return true;}}else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {int nextc = c + acquires;if (nextc < 0) // overflowthrow new Error("Maximum lock count exceeded");setState(nextc);return true;}return false;
  }
  

• tryLock(time,unit);

  • 第一波分析，类似的代码：

    // tryLock(time,unit)执行的方法
    public final boolean tryAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout)throws InterruptedException {// 线程的中断标记位，是不是从false，别改为了true，如果是，直接抛异常if (Thread.interrupted())throw new InterruptedException();// tryAcquire分为公平和非公平锁两种执行方式，如果拿锁成功， 直接告辞，return tryAcquire(arg) ||// 如果拿锁失败，在这要等待指定时间doAcquireNanos(arg, nanosTimeout);
    }private boolean doAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout)throws InterruptedException {// 如果等待时间是0秒，直接告辞，拿锁失败  if (nanosTimeout <= 0L)return false;// 设置结束时间。final long deadline = System.nanoTime() + nanosTimeout;// 先扔到AQS队列final Node node = addWaiter(Node.EXCLUSIVE);// 拿锁失败，默认trueboolean failed = true;try {for (;;) {// 如果在AQS中，当前node是head的next，直接抢锁final Node p = node.predecessor();if (p == head && tryAcquire(arg)) {setHead(node);p.next = null; // help GCfailed = false;return true;}// 结算剩余的可用时间nanosTimeout = deadline - System.nanoTime();// 判断是否是否用尽的位置if (nanosTimeout <= 0L)return false;// shouldParkAfterFailedAcquire：根据上一个节点来确定现在是否可以挂起线程if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&// 避免剩余时间太少，如果剩余时间少就不用挂起线程nanosTimeout > spinForTimeoutThreshold)// 如果剩余时间足够，将线程挂起剩余时间LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout);// 如果线程醒了，查看是中断唤醒的，还是时间到了唤醒的。if (Thread.interrupted())// 是中断唤醒的！throw new InterruptedException();}} finally {if (failed)cancelAcquire(node);}
    }
    

  • 取消节点分析：

    // 取消在AQS中排队的Node
    private void cancelAcquire(Node node) {// 如果当前节点为null，直接忽略。if (node == null)return;//1. 线程设置为nullnode.thread = null;//2. 往前跳过被取消的节点，找到一个有效节点Node pred = node.prev;while (pred.waitStatus > 0)node.prev = pred = pred.prev;//3. 拿到了上一个节点之前的nextNode predNext = pred.next;//4. 当前节点状态设置为1，代表节点取消node.waitStatus = Node.CANCELLED;// 脱离AQS队列的操作// 当前Node是尾结点，将tail从当前节点替换为上一个节点if (node == tail && compareAndSetTail(node, pred)) {compareAndSetNext(pred, predNext, null);} else {// 到这，上面的操作CAS操作失败int ws = pred.waitStatus;// 不是head的后继节点if (pred != head &&// 拿到上一个节点的状态，只要上一个节点的状态不是取消状态，就改为-1(ws == Node.SIGNAL || (ws <= 0 && compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL))) && pred.thread != null) {// 上面的判断都是为了避免后面节点无法被唤醒。// 前继节点是有效节点，可以唤醒后面的节点Node next = node.next;if (next != null && next.waitStatus <= 0)compareAndSetNext(pred, predNext, next);} else {// 当前节点是head的后继节点unparkSuccessor(node);}node.next = node; // help GC}
    }
    

3.3.2.3 lockInterruptibly方法

// 这个是lockInterruptibly和tryLock(time,unit)唯一的区别
// lockInterruptibly，拿不到锁资源，就死等，等到锁资源释放后，被唤醒，或者是被中断唤醒
private void doAcquireInterruptibly(int arg) throws InterruptedException {final Node node = addWaiter(Node.EXCLUSIVE);boolean failed = true;try {for (;;) {final Node p = node.predecessor();if (p == head && tryAcquire(arg)) {setHead(node);p.next = null; // help GCfailed = false;return;}if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) && parkAndCheckInterrupt())// 中断唤醒抛异常！throw new InterruptedException();}} finally {if (failed)cancelAcquire(node);}
}private final boolean parkAndCheckInterrupt() {LockSupport.park(this);// 这个方法可以确认，当前挂起的线程，是被中断唤醒的，还是被正常唤醒的。// 中断唤醒，返回true，如果是正常唤醒，返回falsereturn Thread.interrupted();
}

3.4 释放锁流程源码剖析

3.4.1 释放锁流程概述

3.4.2 释放锁源码分析

public void unlock() {// 释放锁资源不分为公平锁和非公平锁，都是一个sync对象sync.release(1);
}// 释放锁的核心流程
public final boolean release(int arg) {// 核心释放锁资源的操作之一if (tryRelease(arg)) {// 如果锁已经释放掉了，走这个逻辑Node h = head;// h不为null，说明有排队的（录课时估计脑袋蒙圈圈。）// 如果h的状态不为0（为-1），说明后面有排队的Node，并且线程已经挂起了。if (h != null && h.waitStatus != 0)// 唤醒排队的线程unparkSuccessor(h);return true;}return false;
}
// ReentrantLock释放锁资源操作
protected final boolean tryRelease(int releases) {// 拿到state - 1（并没有赋值给state）int c = getState() - releases;// 判断当前持有锁的线程是否是当前线程，如果不是，直接抛出异常if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())throw new IllegalMonitorStateException();// free，代表当前锁资源是否释放干净了。boolean free = false;if (c == 0) {// 如果state - 1后的值为0，代表释放干净了。free = true;// 将持有锁的线程置位nullsetExclusiveOwnerThread(null);}// 将c设置给statesetState(c);// 锁资源释放干净返回true，否则返回falsereturn free;
}// 唤醒后面排队的Node
private void unparkSuccessor(Node node) {// 拿到头节点状态int ws = node.waitStatus;if (ws < 0)// 先基于CAS，将节点状态从-1，改为0compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0);// 拿到头节点的后续节点。Node s = node.next;// 如果后续节点为null或者，后续节点的状态为1，代表节点取消了。if (s == null || s.waitStatus > 0) {s = null;// 如果后续节点为null，或者后续节点状态为取消状态，从后往前找到一个有效节点环境for (Node t = tail; t != null && t != node; t = t.prev)// 从后往前找到状态小于等于0的节点// 找到离head最新的有效节点，并赋值给sif (t.waitStatus <= 0)s = t;}// 只要找到了这个需要被唤醒的节点，执行unpark唤醒if (s != null)LockSupport.unpark(s.thread);
}

3.5 AQS中常见的问题

3.5.1 AQS中为什么要有一个虚拟的head节点

AQS可以没有head，设计之初指定head只是为了更方便的操作。方便管理双向链表而已，一个哨兵节点的存在。

比如ReentrantLock中释放锁资源时，会考虑是否需要唤醒后继节点。如果头结点的状态不是-1。就不需要去唤醒后继节点。唤醒后继节点时，需要找到head.next节点，如果head.next为null，或者是取消了，此时需要遍历整个双向链表，从后往前遍历，找到离head最近的Node。规避了一些不必要的唤醒操作。

如果不用虚拟节点（哨兵节点），当前节点挂起，当前节点的状态设置为-1。可行。AQS本身就是使用了哨兵节点做双向链表的一些操作。

网上说了，虚拟的head，可以避免重复唤醒操作。虚拟的head并没有处理这个问题。

3.5.2 AQS中为什么使用双向链表

AQS的双向链表就为了更方便的操作Node节点。

在执行tryLock，lockInterruptibly方法时，如果在线程阻塞时，中断了线程，此时线程会执行cancelAcquire取消当前节点，不在AQS的双向链表中排队。如果是单向链表，此时会导致取消节点，无法直接将当前节点的prev节点的next指针，指向当前节点的next节点。

3.6 ConditionObject

3.6.1 ConditionObject的介绍&应用

像synchronized提供了wait和notify的方法实现线程在持有锁时，可以实现挂起，已经唤醒的操作。

ReentrantLock也拥有这个功能。

ReentrantLock提供了await和signal方法去实现类似wait和notify的功能。

想执行await或者是signal就必须先持有lock锁的资源。

先look一下Condition的应用

public static void main(String[] args) throws InterruptedException, IOException {ReentrantLock lock = new ReentrantLock();Condition condition = lock.newCondition();new Thread(() -> {lock.lock();System.out.println("子线程获取锁资源并await挂起线程");try {Thread.sleep(5000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}try {condition.await();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("子线程挂起后被唤醒！持有锁资源");}).start();Thread.sleep(100);// =================main======================lock.lock();System.out.println("主线程等待5s拿到锁资源，子线程执行了await方法");condition.signal();System.out.println("主线程唤醒了await挂起的子线程");lock.unlock();
}

3.6.2 Condition的构建方式&核心属性

发现在通过lock锁对象执行newCondition方法时，本质就是直接new的AQS提供的ConditionObject对象

final ConditionObject newCondition() {return new ConditionObject();
}

其实lock锁中可以有多个Condition对象。

在对Condition1进行操作时，不会影响到Condition2的单向链表。

其次可以发现ConditionObject中，只有两个核心属性：

/** First node of condition queue. */
private transient Node firstWaiter;
/** Last node of condition queue. */
private transient Node lastWaiter;

虽然Node对象有prev和next，但是在ConditionObject中是不会使用这两个属性的，只要在Condition队列中，这两个属性都是null。在ConditionObject中只会使用nextWaiter的属性实现单向链表的效果。

3.6.3 Condition的await方法分析（前置分析）

持有锁的线程在执行await方法后会做几个操作：

• 判断线程是否中断，如果中断了，什么都不做。
• 没有中断，就讲当前线程封装为Node添加到Condition的单向链表中
• 一次性释放掉锁资源。
• 如果当前线程没有在AQS队列，就正常执行LockSupport.park(this)挂起线程。

、// await方法的前置分析，只分析到线程挂起
public final void await() throws InterruptedException {// 先判断线程的中断标记位是否是trueif (Thread.interrupted())// 如果是true，就没必要执行后续操作挂起了。throw new InterruptedException();// 在线程挂起之前，先将当前线程封装为Node，并且添加到Condition队列中Node node = addConditionWaiter();// fullyRelease在释放锁资源，一次性将锁资源全部释放，并且保留重入的次数int savedState = fullyRelease(node);// 省略一行代码……// 当前Node是否在AQS队列中？// 执行fullyRelease方法后，线程就释放锁资源了，如果线程刚刚释放锁资源，其他线程就立即执行了signal方法，// 此时当前线程就被放到了AQS的队列中，这样一来线程就不需要执行LockSupport.park(this);去挂起线程了while (!isOnSyncQueue(node)) {// 如果没有在AQS队列中，正常在Condition单向链表里，正常挂起线程。LockSupport.park(this);// 省略部分代码……}// 省略部分代码……
}// 线程挂起先，添加到Condition单向链表的业务~~
private Node addConditionWaiter() {// 拿到尾节点。Node t = lastWaiter;// 如果尾节点有值，并且尾节点的状态不正常，不是-2，尾节点可能要拜拜了~if (t != null && t.waitStatus != Node.CONDITION) {// 如果尾节点已经取消了，需要干掉取消的尾节点~unlinkCancelledWaiters();// 重新获取lastWaitert = lastWaiter;}// 构建当前线程的Node，并且状态设置为-2Node node = new Node(Thread.currentThread(), Node.CONDITION);// 如果last节点为null。直接将当前节点设置为firstWaiterif (t == null)firstWaiter = node;else// 如果last节点不为null，说明有值，就排在lastWaiter的后面t.nextWaiter = node;// 把当前节点设置为最后一个节点lastWaiter = node;// 返回当前节点return node;
}// 干掉取消的尾节点。
private void unlinkCancelledWaiters() {// 拿到头节点Node t = firstWaiter;// 声明一个节点，爱啥啥~~~Node trail = null;// 如果t不为null，就正常执行~~while (t != null) {// 拿到t的next节点Node next = t.nextWaiter;// 如果t的状态不为-2，说明有问题if (t.waitStatus != Node.CONDITION) {// t节点的next为nullt.nextWaiter = null;// 如果trail为null，代表头结点状态就是1，if (trail == null)// 将头结点指向next节点firstWaiter = next;else// 如果trail有值，说明不是头结点位置trail.nextWaiter = next;// 如果next为null，说明单向链表遍历到最后了，直接结束if (next == null)lastWaiter = trail;}// 如果t的状态是-2，一切正常else {// 临时存储ttrail = t;}// t指向之前的nextt = next;}
}// 一次性释放锁资源
final int fullyRelease(Node node) {// 标记位，释放锁资源默认失败！boolean failed = true;try {// 拿到现在state的值int savedState = getState();// 一次性释放干净全部锁资源if (release(savedState)) {// 释放锁资源失败了么？ 没有！failed = false;// 返回对应的锁资源信息return savedState;} else {throw new IllegalMonitorStateException();}} finally {if (failed)// 如果释放锁资源失败，将节点状态设置为取消node.waitStatus = Node.CANCELLED;}
}

3.6.4 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NodeNode 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firstWaiterif ( (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nulllastWaiter = 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nullfirst.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prevNode 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truereturn true;
}

3.6.5 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0if (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truereturn 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falsereturn 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falsereturn 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();
}

3.6.6 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nextWaiterfirst.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);
}