AQS Condition源码分析

AQS的ConditionObject实现类似Object的wait/notify/notifyAll功能，但提供了更灵活的条件等待机制。

多条件队列支持

每个ConditionObject维护独立的条件等待队列
相比传统synchronized的单一监视器，支持更细粒度的线程等待控制

使用案例

java

// 典型使用示例
ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
Condition notFull  = lock.newCondition(); 
Condition notEmpty = lock.newCondition();
// 生产者线程
lock.lock();
try {
    while (queue.isFull()) {
        notFull.await();
    }
    queue.put(item);
    notEmpty.signal();
} catch (InterruptedException e) {
    // 保留中断状态以便上层代码处理
    Thread.currentThread().interrupt();
    // 可选：添加异常处理逻辑如日志记录
} finally {
    lock.unlock();
}


// 消费者线程
lock.lock();
try {
while (queue.isEmpty()) {
     notEmpty.await();
 }
 // 消费元素
 Item item = queue.take();
 // 唤醒可能被阻塞的生产者线程
 notFull.signal();
 return item;
}catch (InterruptedException e) {
 Thread.currentThread().interrupt();
return null;
}finally {
 lock.unlock();
}

await()：线程进入等待状态，释放锁
signal()：唤醒一个等待线程
signalAll()：唤醒所有等待线程

实现原理

条件队列结构：每个条件队列维护firstWaiter和lastWaiter指针
节点状态转换：
1. 线程调用await()时：
  - 原子释放同步状态
  - 当前线程封装为Node加入条件队列
  - 阻塞线程直至被唤醒或中断
2. 调用signal()时：
  - 将条件队列首节点转移至同步队列
  - 等待后续的锁获取操作

关键方法源码解析

await()：

执行流程：

检查中断状态：通过checkInterruptWhileWaiting()检测线程初始化中断状态

创建条件节点：

java

Node node = new Node(Thread.currentThread(), Node.CONDITION);
// 将节点添加到条件队列尾部
if (compareAndSetWaitStatus(Node.CONDITION, 0)) {
    enq(node);
}

完全释放同步状态：调用release()方法原子释放锁

循环检测队列归属：

java

while (!isOnSyncQueue(node)) {
    // 阻塞线程直到被转移到同步队列
    LockSupport.park(this);
    // 处理中断情况
    if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
        break;
}

竞争获取锁：通过acquireQueued()方法重新获取锁
清理取消节点：移除条件队列中被取消的节点

变体支持：

awaitUninterruptibly()：

java

while (!isOnSyncQueue(node)) {
    if (Thread.interrupted())
        throw new InterruptedException();
    LockSupport.park(this);
}

awaitNanos(long nanosTimeout)：

java

final long deadline = System.nanoTime() + nanosTimeout;
while (true) {
    if (Thread.interrupted())
        throw new InterruptedException();
    // 计算剩余等待时间
    if ((nanosTimeout = deadline - System.nanoTime()) <= 0L) {
        // 超时后直接返回false
        transferAfterCancelledWait(node);
        return false;
    }
    if (nanosTimeout > spinForTimeoutThreshold)
        LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout);
}

signal()：
- 执行流程：
  1. 校验锁持有状态：通过tryRelease()检查当前线程是否持有锁
  2. 获取首节点：获取条件队列的firstWaiter
  3. 转移节点至同步队列：
    java
```
// 将条件节点转移到同步队列
if (!transferForSignal(firstWaiter)) {
    // 如果转移失败，继续处理后续节点
    doSignal(firstWaiter);
}
```
- 节点处理：
  - 更新队列指针：通过CAS操作更新firstWaiter和lastWaiter
  - 断开原连接：将节点从条件队列中移除
  - 触发唤醒机制：
    java
```
// 唤醒指定节点的线程
unparkSuccessor(node);
```

signalAll()：

执行流程：

java

// 将所有等待节点转移到同步队列
while (firstWaiter != null) {
    transferForSignal(firstWaiter);
    // 更新头节点指针
    if ((next = firstWaiter.nextWaiter) == null) {
        lastWaiter = next;
    }
    firstWaiter = next;
}

批量转移优化：
- 减少锁竞争：通过单次遍历完成所有节点转移
- 避免重复唤醒：每个节点仅触发一次唤醒操作

与传统监视器对比优势

特性	Object监视器	ConditionObject
条件队列数量	每个对象1个	每个Lock可有多个
精确唤醒	不支持	支持指定条件队列唤醒
响应中断能力	不可中断	支持中断处理
超时控制	仅支持毫秒级	纳米级精度
与锁的绑定关系	与synchronized强制绑定	可与任意AQS实现类配合

AQS Condition源码分析 ​

多条件队列支持 ​

使用案例 ​

实现原理 ​

关键方法源码解析 ​

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多条件队列支持

使用案例

实现原理

关键方法源码解析