我們仔細(xì)分析一下AQS是如何維護(hù)阻塞隊(duì)列的，在獨(dú)占方式獲取資源的時候，是怎么將競爭鎖失敗的線程丟到阻塞隊(duì)列中的呢？

我們看看acquire方法，這里首先會調(diào)用子類實(shí)現(xiàn)的tryAcquire方法嘗試修改state，修改失敗的話，說明線程競爭鎖失敗，于是會走到后面的這個條件；

這個addWaiter方法就是將當(dāng)前線程封裝成一個Node.EXCLUSIVE類型的節(jié)點(diǎn)，然后丟到阻塞隊(duì)列中；

第一次還沒有阻塞隊(duì)列的時候，會到enq方法里面，我們仔細(xì)看看enq方法

enq()方法中，我們在第一次進(jìn)入這個方法的時候，下面圖一所示，tail和head都指向null；

第一次循環(huán)，到首先會到圖二，然后判斷t所指向的節(jié)點(diǎn)是不是null，如果是的話，就用CAS更新節(jié)點(diǎn)，這個CAS我們可以看作：頭節(jié)點(diǎn)head為null，我們把head節(jié)點(diǎn)更新為一個哨兵節(jié)點(diǎn)（哨兵節(jié)點(diǎn)就是new Node()），再將tail也指向head，就是圖三了

第二次for循環(huán)：走到上面的else語句，將新節(jié)點(diǎn)的前一個節(jié)點(diǎn)設(shè)置為哨兵節(jié)點(diǎn)；

然后就是CAS更新節(jié)點(diǎn)，這里CAS的意思：如果最后的節(jié)點(diǎn)tail指向的和t是一樣的，那么就將tail指向node節(jié)點(diǎn)

最后再將t的下一個節(jié)點(diǎn)設(shè)置為node，下圖所示，就ok了

什么是條件變量呢？我們在開始介紹AQS的時候，還有一個內(nèi)部類沒有說，就是ConditionObject，還記得前面說過的Unsafe中的park和unpark方法嗎？而這個ConditionObject就對這兩個方法進(jìn)行了一次封裝，await()和signal()方法，但是更靈活，可以創(chuàng)建多個條件變量，每個條件變量維護(hù)一個條件隊(duì)列（就是一個單向鏈表，可以看到Node這個內(nèi)部類中個屬性是nextWaiter）；

注意：每一個條件變量里面都維護(hù)了一個條件隊(duì)列

舉個例子，如下所示；

package com.example.demo.study;import java.util.concurrent.locks.Condition;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class Study0201 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException {// 創(chuàng)建鎖對象ReentrantLock lock = new ReentrantLock();// 創(chuàng)建條件變量Condition condition = lock.newCondition();// 以下創(chuàng)建兩個線程，里面都會獲取鎖和釋放鎖Thread thread1 = new Thread(() -> { lock.lock(); try {System.out.println('await begin');// 注意，這里調(diào)用條件變量的await方法，當(dāng)前線程就會丟到condition條件變量中的條件隊(duì)列中阻塞condition.await();System.out.println('await end'); } catch (InterruptedException e) {// } finally {lock.unlock(); }});Thread thread2 = new Thread(() -> { lock.lock(); try {System.out.println('signal begin');// 喚醒被condition變量內(nèi)部隊(duì)列中的某個線程condition.signal();System.out.println('signal end'); } finally {lock.unlock(); }});thread1.start();Thread.sleep(500);thread2.start(); }}

還可以創(chuàng)建多個條件變量，如下所示，每一個條件變量都維護(hù)了一個條件隊(duì)列：

package com.example.demo.study;import java.util.concurrent.locks.Condition;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class Study0201 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException {// 創(chuàng)建鎖對象ReentrantLock lock = new ReentrantLock();// 創(chuàng)建條件變量1Condition condition1 = lock.newCondition();//條件變量2Condition condition2 = lock.newCondition();// 以下創(chuàng)建兩個線程，里面都會獲取鎖和釋放鎖Thread thread1 = new Thread(() -> { lock.lock(); try {System.out.println('await begin');//1condition1.await();System.out.println('await end');//5System.out.println('condition2---signal---start');//6condition2.signal();System.out.println('condition2---signal---endend');//7 } catch (InterruptedException e) {// } finally {lock.unlock(); }});Thread thread2 = new Thread(() -> { lock.lock(); try {System.out.println('signal begin');//2condition1.signal();System.out.println('signal end');//3System.out.println('condition2---await---start');//4condition2.await();System.out.println('condition2---await---end');//8 } catch (InterruptedException e) {// } finally {lock.unlock(); }});thread1.start();Thread.sleep(500);thread2.start(); }}

我們看看上面的獲取條件變量的方式Condition condition1 = lock.newCondition()，我們打開newCondition方法，最后就是創(chuàng)建一個ConditionObject實(shí)例；這個類是AQS的內(nèi)部類，通過這個類可以訪問AQS內(nèi)部的屬性和方法；

注意：在調(diào)用await方法和signal方法之前，必須要先獲取鎖

然后我們再看看條件變量的await方法，下圖所示，我們可以進(jìn)入到addConditionWaiter()方法內(nèi)部看看：

public final void await() throws InterruptedException { if (Thread.interrupted())throw new InterruptedException(); //新建一個Node.CONDITION節(jié)點(diǎn)放到條件隊(duì)列最后面 Node node = addConditionWaiter(); //釋放當(dāng)前線程獲取的鎖 int savedState = fullyRelease(node); int interruptMode = 0; //調(diào)用park()方法阻塞掛起當(dāng)前線程 while (!isOnSyncQueue(node)) {LockSupport.park(this);if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0) break; } if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)interruptMode = REINTERRUPT; if (node.nextWaiter != null) // clean up if cancelledunlinkCancelledWaiters(); if (interruptMode != 0)reportInterruptAfterWait(interruptMode);}

private Node addConditionWaiter() { Node t = lastWaiter; //第一次進(jìn)來，這個lastWaiter是null，即t = null,不會進(jìn)入到這個if語句 if (t != null && t.waitStatus != Node.CONDITION) {unlinkCancelledWaiters();t = lastWaiter; } //創(chuàng)建一個Node.CONDITION類型的節(jié)點(diǎn)，然后下面這個if中就是將第一個節(jié)點(diǎn)firstWaiter和最后一個節(jié)點(diǎn)都指向這個新創(chuàng)建的節(jié)點(diǎn) Node node = new Node(Thread.currentThread(), Node.CONDITION); if (t == null)firstWaiter = node; elset.nextWaiter = node; lastWaiter = node; return node;}

順便在看看signal方法：

public final void signal() { if (!isHeldExclusively())throw new IllegalMonitorStateException(); //條件隊(duì)列移除第一個節(jié)點(diǎn)，然后把這個節(jié)點(diǎn)丟到阻塞隊(duì)列中，然后激活這個線程 Node first = firstWaiter; if (first != null)doSignal(first);}

我們想一想在AQS中阻塞隊(duì)列和條件隊(duì)列有什么關(guān)系啊？

1.當(dāng)多個線程調(diào)用lock.lock()方法的時候，只有一個線程獲取到可鎖，其他的線程都會被轉(zhuǎn)為Node節(jié)點(diǎn)丟到AQS的阻塞隊(duì)列中，并做CAS自旋獲取鎖；

2.當(dāng)獲取到鎖的線程對應(yīng)的條件變量的await()方法被調(diào)用的時候，該線程就會釋放鎖，并把當(dāng)前線程轉(zhuǎn)為Node節(jié)點(diǎn)放到條件變量對應(yīng)的條件隊(duì)列中；

3.這個時候AQS的阻塞隊(duì)列中又會有一個節(jié)點(diǎn)中的線程能得到鎖了，如果這個線程又恰巧調(diào)用了對應(yīng)條件變量的await()方法時，又會重復(fù)2的步驟，然后阻塞隊(duì)列中又會有一個節(jié)點(diǎn)中的線程獲得鎖

4.然后，又有一個線程調(diào)用了條件變量的signal()或者signalAll()方法，就會把條件隊(duì)列中一個或者所有的節(jié)點(diǎn)都移動到AQS阻塞隊(duì)列中，然后調(diào)用unpark方法進(jìn)行授權(quán)，就等著獲得鎖了；

一個鎖對應(yīng)一個阻塞隊(duì)列，但是對應(yīng)多個條件變量，每一個條件變量對應(yīng)一個條件隊(duì)列；其中，這兩種隊(duì)列中存放的都是Node節(jié)點(diǎn)，Node節(jié)點(diǎn)中封裝了線程及其狀態(tài)

到此這篇關(guān)于Java面試必備之AQS阻塞隊(duì)列和條件隊(duì)列的文章就介紹到這了,更多相關(guān)AQS阻塞隊(duì)列和條件隊(duì)列內(nèi)容請搜索好吧啦網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持好吧啦網(wǎng)！