java ReentrantLock条件锁实现原理示例详解

 更新时间:2023年01月09日 09:39:44   作者:小海编码日记  
这篇文章主要为大家介绍了java ReentrantLock条件锁实现原理示例详解,有需要的朋友可以借鉴参考下,希望能够有所帮助,祝大家多多进步,早日升职加薪

引言

在前两篇文章中,我们了解了ReentrantLock内部公平锁和非公平锁的实现原理,可以知道其底层基于AQS,使用双向链表实现,同时在线程间通信方式(2)中我们了解到ReentrantLock也是支持条件锁的,接下来我们来看下,其内部条件锁的实现原理。

条件锁的使用

 public static void main(String[] args) {
     ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
     Condition condition = lock.newCondition();
     ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
     executorService.execute(new Runnable() {
         @Override
         public void run() {
             lock.lock();
             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" enter lock first");
             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" await start");
             try {
                 condition.await();
             } catch (InterruptedException e) {
                 throw new RuntimeException(e);
             }
             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" await end");
             lock.unlock();
         }
     });
     executorService.execute(new Runnable() {
         @Override
         public void run() {
             lock.lock();
             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" enter lock first");
             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" start sleep");
             try {
                 Thread.sleep(20000);
             } catch (InterruptedException e) {
                 throw new RuntimeException(e);
             }
             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" end sleep");
             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" signalAll condition");
             condition.signalAll();
             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"signal end");
             lock.unlock();
         }
     });
 }

如上代码所示,一般情况下我们通过

 Condition condition = lock.newCondition();

创建条件对象,使用condition.await();表示当前线程需要等待条件才能继续执行,当线程执行到此处时,会进入等待队列等待,直到有另一个线程通过condition.signalAll();condition.signal();唤醒,此时表明当前线程执行条件已具备,此时当前线程继续执行,上述代码中,当前线程会转入AQS的同步等待队列中,去等待抢占lock锁,其运行结果如下图所示:

条件锁一般适用于线程需要具备一定条件后才能正确执行的情况。

ReentrantLock.newCondition()

上文看到Condition的创建和基本用法,接下来我们来看下Condition的实现原理,跟踪ReentrantLock的执行代码如下所示:

 // ReentrantLock.java 
 public Condition newCondition() {
     return sync.newCondition();
 }
 ​
 // ReentrantLock内部类Sync中
 final ConditionObject newCondition() {
     return new ConditionObject();
 }

可以看到newCondition最终返回了一个ConditionObject类的对象,ConditionObject类代码如下所示:

 // AQS中声明的ConditionObject
 public class ConditionObject implements Condition, java.io.Serializable {
     private static final long serialVersionUID = 1173984872572414699L;
     private transient Node firstWaiter;
     private transient Node lastWaiter;
     public ConditionObject() { }
     private Node addConditionWaiter() {
     }
     private void doSignal(Node first) {
       .....
     }
     private void doSignalAll(Node first) {
       .....
     }
     private void unlinkCancelledWaiters() {
       .....
     }

相信大家已经看出来了,很熟悉的Node链表有没有?其中firstWaiter指向链表首位,lastWaiter指向链表尾,在该链表内维护一个Node的双向链表,结合AQS中实现,我们可以猜测出,在condition.await的时候会以当前线程创建Node节点,随后以插入条件队列,随后当执行condition.signal/condition.signalAll时,唤醒在链表上的这些节点,具体实现是不是这样呢?我们继续看

Condition.await

ConditionObject实现的await方法如下所示:

 private Node addConditionWaiter() {
     Node t = lastWaiter;
     // If lastWaiter is cancelled, clean out.
     if (t != null && t.waitStatus != Node.CONDITION) {
         unlinkCancelledWaiters();
         t = lastWaiter;
     }
     Node node = new Node(Thread.currentThread(), Node.CONDITION);
     if (t == null)
         firstWaiter = node;
     else
         t.nextWaiter = node;
     lastWaiter = node;
     return node;
 }
 public final void await() throws InterruptedException {
     if (Thread.interrupted())
         throw new InterruptedException();
     // 以当前线程创建Node对象,并添加值队尾
     Node node = addConditionWaiter();
     int savedState = fullyRelease(node);
     int interruptMode = 0;
     // 通过LockSupport阻塞线程
     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 cancelled
         unlinkCancelledWaiters();
     if (interruptMode != 0)
         reportInterruptAfterWait(interruptMode);
 }

Condition.signal

ConditionObject中的signal函数实现如下所示:

 public final void signal() {
     if (!isHeldExclusively())
         throw new IllegalMonitorStateException();
     Node first = firstWaiter;
     if (first != null)
         // 对队首节点唤醒
         doSignal(first);
 }
 private void doSignal(Node first) {
     do {
         // 重置firstWaiter并不断尝试唤醒首节点
         if ( (firstWaiter = first.nextWaiter) == null)
             lastWaiter = null;
         first.nextWaiter = null;
     } while (!transferForSignal(first) &&
              (first = firstWaiter) != null);
 }
 final boolean transferForSignal(Node node) {
     // 尝试更新节点的waitStatus
     if (!compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0))
         return false;
     // 当前线程可以正常执行了,将该节点移入同步等待队列中,尝试获取锁
     Node p = enq(node);
     int ws = p.waitStatus;
     // 如果可以获取锁,则立即唤醒执行
     if (ws > 0 || !compareAndSetWaitStatus(p, ws, Node.SIGNAL))
         LockSupport.unpark(node.thread);
     return true;
 }

Condition.signalAll的逻辑与signal基本一致,区别在于是将在该条件上等待的所有节点均移入同步等待队列中。

以上就是java ReentrantLock条件锁实现原理示例详解的详细内容,更多关于java ReentrantLock条件锁的资料请关注脚本之家其它相关文章!

相关文章

  • 浅谈log4j 不打印异常堆栈

    浅谈log4j 不打印异常堆栈

    这篇文章主要介绍了浅谈log4j 不打印异常堆栈,小编觉得还是挺不错的,具有一定借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2018-02-02
  • Java线程的三种创建方式

    Java线程的三种创建方式

    这篇文章主要给大家分享的是ava线程的三种创建方式,Thread、Runnable和Thread、Runnable和Thread,想了解具体方式的小伙伴可以参考下面文章内容,希望对你有所帮助
    2021-11-11
  • window系统安装jdk jre的教程图解

    window系统安装jdk jre的教程图解

    java开发少不了安装jdk,jdk可以同时安装多个版本,只要在项目部署时注意切换版本选择,下面小编给大家带来了window系统安装jdk jre的教程图解,感兴趣的朋友一起看看吧
    2018-08-08
  • java -jar命令及SpringBoot通过java -jav启动项目的过程

    java -jar命令及SpringBoot通过java -jav启动项目的过程

    本篇文章将为大家讲述关于 SpringBoot 项目工程完成后,是如何通过 java-jar 命令来启动的,以及介绍 java-jar 命令的详细内容,对SpringBoot java -jav启动过程感兴趣的朋友跟随小编一起看看吧
    2023-05-05
  • springboot日期格式化全局LocalDateTime详解

    springboot日期格式化全局LocalDateTime详解

    文章主要分析了Spring Boot中ObjectMapper对象的序列化和反序列化过程,并具体探讨了日期格式化问题,通过分析Spring Boot的自动配置类JacksonAutoConfiguration,文章详细说明了ObjectMapper对象的创建和配置过程
    2025-02-02
  • SpringBoot之拦截器与过滤器解读

    SpringBoot之拦截器与过滤器解读

    这篇文章主要介绍了SpringBoot之拦截器与过滤器解读,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教
    2023-07-07
  • Spring Data JPA框架快速入门之自定义Repository接口

    Spring Data JPA框架快速入门之自定义Repository接口

    Spring Data JPA是Spring基于JPA规范的基础上封装的⼀套 JPA 应⽤框架,可使开发者⽤极简的代码即可实现对数据库的访问和操作,本篇我们来了解Spring Data JPA框架的自定义Repository接口
    2022-04-04
  • 最全Gson使用

    最全Gson使用

    GSON弥补了JSON的许多不足的地方,在实际应用中更加适用于Java开发,本文主要介绍了最全Gson使用,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2023-05-05
  • 详解Mybatis中的CRUD

    详解Mybatis中的CRUD

    这篇文章主要介绍了Mybatis中的CRUD的相关知识,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2021-03-03
  • 一文搞懂JAVA 枚举(enum)

    一文搞懂JAVA 枚举(enum)

    这篇文章主要介绍了JAVA 枚举(enum)的相关资料,文中讲解非常细致,代码帮助大家更好的理解和学习,感兴趣的朋友可以了解下
    2020-07-07

最新评论