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Java中 AQS 是 AbstractQueuedSynchronizer 類,AQS 依賴 FIFO 隊(duì)列來提供一個框架,這個框架用于實(shí)現(xiàn)鎖以及鎖相關(guān)的同步器,比如信號量、事件等。
在 AQS 中,主要有兩部分功能,一部分是操作 state 變量,第二部分是實(shí)現(xiàn)排隊(duì)和阻塞機(jī)制。
注意,AQS 并沒有實(shí)現(xiàn)任何同步接口,它只是提供了類似 acquireInterruptible 的方法,調(diào)用這些方法可以實(shí)現(xiàn)鎖和同步器。
Java 使用 MESA 管程模型來管理類的成員變量和方法,讓這個類的成員變量和方法的操作是線程安全的。下圖是 MESA 管程模型,里面除了定義共享變量外,還定義了條件變量和條件變量等待隊(duì)列:
上圖中有三個知識點(diǎn):
Java 中的 MESA 管程模型有一點(diǎn)改進(jìn),就是管程內(nèi)部只有一個條件變量和一個等待隊(duì)列。下圖是 AQS 的管程模型:
AQS 的管程模型依賴 AQS 中的 FIFO 隊(duì)列實(shí)現(xiàn)入口等待隊(duì)列,要進(jìn)入管程內(nèi)部,就由各種并發(fā)鎖的限制。而 ConditionObject 則實(shí)現(xiàn)了條件隊(duì)列,這個隊(duì)列可以創(chuàng)建多個。
下面就從入口等待隊(duì)列、并發(fā)鎖、條件等待隊(duì)列三個方面來帶你徹底理解 AQS。
獨(dú)占, 忽略 interrupts
public final void acquire(int arg){
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();
}這里的 tryAcquire 是抽象方法,由 AQS 的子類來實(shí)現(xiàn),因?yàn)槊總€子類實(shí)現(xiàn)的鎖是不一樣的。
上面的代碼可以看到,獲取鎖失敗后,會先執(zhí)行 addWaiter 方法加入隊(duì)列,然后執(zhí)行 acquireQueued 方法自旋地獲取鎖直到成功。
addWaiter 代碼邏輯如下圖,簡單說就是把 node 入隊(duì),入隊(duì)后返回 node 參數(shù)給 acquireQueued 方法:
acquireQueued 自旋獲取鎖邏輯如下圖:
這里有幾個細(xì)節(jié):
(1)waitStatus
(2)獲取鎖失敗后掛起
如果前置節(jié)點(diǎn)不是頭節(jié)點(diǎn),或者前置節(jié)點(diǎn)是頭節(jié)點(diǎn)但當(dāng)前節(jié)點(diǎn)獲取鎖失敗,這時當(dāng)前節(jié)點(diǎn)需要掛起,分三種情況:
(3)取消獲取鎖
如果獲取鎖拋出異常,則取消獲取鎖,如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是 tail 節(jié)點(diǎn),分兩種情況如下圖:
如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)不是 tail 節(jié)點(diǎn),也分兩種情況,如下圖:
4.對中斷狀態(tài)忽略
5.如果前置節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)是 0 或 PROPAGATE,會被當(dāng)前節(jié)點(diǎn)自旋過程中更新成 -1,以便之后通知當(dāng)前節(jié)點(diǎn)。
對應(yīng)方法 acquireInterruptibly(int arg)。
跟忽略中斷(acquire方法)不同的是要響應(yīng)中斷,下面兩個地方響應(yīng)中斷:
對應(yīng)方法 tryAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout)。
這個方法具備了獨(dú)占 + 響應(yīng)中斷 + 超時的功能,下面2個地方要判斷是否超時:
獨(dú)占鎖釋放分兩步:釋放鎖,喚醒后繼節(jié)點(diǎn)。
釋放鎖的方法 tryRelease 是抽象的,由子類去實(shí)現(xiàn)。
我們看一下喚醒后繼節(jié)點(diǎn)的邏輯,首先需要滿足兩個條件:
之前我們講了獨(dú)占鎖,這一小節(jié)我們談共享鎖,有什么不同呢?
對應(yīng)方法 acquireShared,代碼如下:
public final void acquireShared(int arg){
if (tryAcquireShared(arg) < 0)
doAcquireShared(arg);
}這里獲取鎖使用的方法是 tryAcquireShared,獲取的是共享鎖。獲取共享鎖跟獲取獨(dú)占鎖不同的是,會返回一個整數(shù)值,說明如下:
怎么判斷隊(duì)列中等待節(jié)點(diǎn)是在等待共享鎖呢?nextWaiter == SHARED,這個參數(shù)值是入隊(duì)新建節(jié)點(diǎn)的時候構(gòu)造函數(shù)傳入的。
自旋過程中,如果獲取鎖成功(返回正數(shù)),首先把自己設(shè)置成新的 head 節(jié)點(diǎn),然后把通知傳播下去。如下圖:
之后會喚醒后面節(jié)點(diǎn)并保證喚醒操作可以傳播下去。但是需要滿足四個條件中的一個:
喚醒后面節(jié)點(diǎn)的操作,其實(shí)就是釋放共享鎖,對應(yīng)方法是 doReleaseShared,見釋放共享鎖一節(jié)。
對應(yīng)方法 acquireSharedInterruptibly(int arg)。
跟共享忽略中斷(acquireShared 方法)不同的是要響應(yīng)中斷,下面兩個地方響應(yīng)中斷:
如果檢查到當(dāng)前線程已經(jīng)中斷,則拋出 InterruptedException,當(dāng)前線程退出。
對應(yīng)方法 tryAcquireSharedNanos(int arg, long nanosTimeout)。
這個方法具備了共享 + 響應(yīng)中斷 + 超時的功能,下面兩個個地方要判斷是否超時:
另外,park 線程的操作使用 parkNanos 傳入阻塞時間。
釋放共享鎖代碼如下:
public final boolean releaseShared(int arg){
if (tryReleaseShared(arg)) {
doReleaseShared();
return true;
}
return false;
}首先嘗試釋放共享鎖,tryReleaseShared 代碼由子類來實(shí)現(xiàn)。釋放成功后執(zhí)行AQS中的 doReleaseShared 方法,是一個自旋操作。
自旋的條件是隊(duì)列中至少有兩個節(jié)點(diǎn),這里分三種情況。
情況一:當(dāng)前節(jié)點(diǎn) waitStatus 是 -1,如下圖:
情況二:當(dāng)前節(jié)點(diǎn) waitStatus 是 0(被其他線程更新新成了中間狀態(tài)),如下圖:
情況三:當(dāng)前節(jié)點(diǎn) waitStatus 是 -3,為什么會這樣呢?需要解釋一下,head節(jié)點(diǎn)喚醒后繼節(jié)點(diǎn)之前 waitStatus 已經(jīng)被更新中間態(tài) 0 了,喚醒后繼節(jié)點(diǎn)動作還沒有執(zhí)行,又被其他線程更成了 -3,也就是其他線程釋放鎖執(zhí)行了上面情況二。這時需要先把 waitStatus 再更成 0 (在方法 unparkSuccessor),如下圖:
上面的講解可以看出,如果要基于 AQS 來實(shí)現(xiàn)并發(fā)鎖,可以根據(jù)需求重寫下面四個方法來實(shí)現(xiàn),這四個方法在 AQS 中沒有具體實(shí)現(xiàn):
AQS 的子類需要重寫上面的方法來修改 state 值,并且定義獲取鎖或者釋放鎖時 state 值的變化。子類也可以定義自己的 state 變量,但是只有更新 AQS 中的 state變量才會對同步起作用。
還有一個判斷當(dāng)前線程是否持有獨(dú)占鎖的方法 isHeldExclusively,也可以供子類重寫后使用。
獲取/釋放鎖的具體實(shí)現(xiàn)放到下篇文章講解。
AQS 使用 FIFO 隊(duì)列實(shí)現(xiàn)了一個鎖相關(guān)的并發(fā)器模板,可以基于這個模板來實(shí)現(xiàn)各種鎖,包括獨(dú)占鎖、共享鎖、信號量等。
AQS 中,有一個核心狀態(tài)是 waitStatus,這個代表節(jié)點(diǎn)的狀態(tài),決定了當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的后續(xù)操作,比如是否等待喚醒,是否要喚醒后繼節(jié)點(diǎn)。
這一章節(jié)講解 Java AQS 中的并發(fā)鎖。其實(shí) Java AQS 中的并發(fā)鎖主要是基于 state 這個變量值來實(shí)現(xiàn)的。
我們先來看一下 UML 類圖:
從圖中可以看到,ReentrantLock 使用抽象內(nèi)部類 Sync 來實(shí)現(xiàn)了 AQS 的方法,然后基于 Sync 這個同步器實(shí)現(xiàn)了公平鎖和非公平鎖。主要實(shí)現(xiàn)了下面 3 個方法:
從實(shí)現(xiàn)的方法可以看到,ReentrantLock 中獲取的鎖是獨(dú)占鎖,我們再來看一下獲取和釋放獨(dú)占鎖的代碼:
public final void acquire(int arg){
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();
}獨(dú)占鎖的特點(diǎn)是調(diào)用上面 acquire 方法,傳入的參數(shù)是 1。
獲取鎖首先判斷同步狀態(tài)(state)的值。
這說明沒有線程占用鎖,當(dāng)前線程如果符合下面兩個條件,就可以獲取到鎖:
沒有前任節(jié)點(diǎn),如下圖:
CAS 的方式更新 state 值(把 0 更新成 1)成功。如果獲取獨(dú)占鎖成功,會更新 AQS 中 exclusiveOwnerThread 為當(dāng)前線程,這個很容易理解。
這說明已經(jīng)有線程占有鎖,判斷占有鎖的線程是不是當(dāng)前線程,如下圖:
state += 1 值如果小于 0,會拋出異常。
如果獲取鎖失敗,則進(jìn)入 AQS 隊(duì)列等待喚醒。
跟公平鎖相比,非公平鎖的唯一不同是如果判斷到 state 等于 0,不用判斷有沒有前任節(jié)點(diǎn),只要 CAS 設(shè)置 state 值(把 0 更新成 1)成功,就獲取到了鎖。
公平鎖和非公平鎖,釋放邏輯完全一樣,都是在內(nèi)部類 Sync 中實(shí)現(xiàn)的。釋放鎖需要注意兩點(diǎn),如下圖:
公平鎖的特點(diǎn)是每個線程都要進(jìn)行排隊(duì),不用擔(dān)心線程永遠(yuǎn)獲取不到鎖,但有個缺點(diǎn)是每個線程入隊(duì)后都需要阻塞和被喚醒,這一定程度上影響了效率。非公平鎖的特點(diǎn)是每個線程入隊(duì)前都會先嘗試獲取鎖,如果獲取成功就不會入隊(duì)了,這比公平鎖效率高。但也有一個缺點(diǎn),隊(duì)列中的線程有可能等待很長時間,高并發(fā)下甚至可能永遠(yuǎn)獲取不到鎖。
我們先來看一下 UML 類圖:
從圖中可以看到,ReentrantReadWriteLock 使用抽象內(nèi)部類Sync來實(shí)現(xiàn)了 AQS 的方法,然后基于 Sync 這個同步器實(shí)現(xiàn)了公平鎖和非公平鎖。主要實(shí)現(xiàn)了下面 3 個方法:
下圖是定義的幾個常用變量:
下面這 2 個方法用戶獲取共享鎖和獨(dú)占鎖的數(shù)量:
static int sharedCount(int c){ return c >>> SHARED_SHIFT; }
static int exclusiveCount(int c){ return c & EXCLUSIVE_MASK; }從sharedCount 可以看到,共享鎖的數(shù)量要右移 16 位獲取,也就是說共享鎖占了高 16 位。從上圖 EXCLUSIVE_MASK 的定義看到,跟 EXCLUSIVE_MASK 進(jìn)行與運(yùn)算,得到的是低 16 位的值,所以獨(dú)占鎖占了低 16 位。如下圖:
這樣上面獲取鎖數(shù)量的方法就很好理解了。
讀鎖的實(shí)現(xiàn)對應(yīng)內(nèi)部類 ReadLock。
獲取讀鎖實(shí)際上是 ReadLock 調(diào)用了 AQS 的下面方法,傳入?yún)?shù)是 1:
public final void acquireShared(int arg){
if (tryAcquireShared(arg) < 0)
doAcquireShared(arg);
}ReentrantReadWriteLock 內(nèi)部類 Sync 實(shí)現(xiàn)了 tryAcquireShared 方法,主要包括如下三種情況:
a.當(dāng)前線程不需要阻塞(readerShouldBlock)。在公平鎖中,需要判斷是否有前置節(jié)點(diǎn),如下圖就需要阻塞:
在非公平鎖中,則是判斷第一個節(jié)點(diǎn)是不是有獨(dú)占鎖,如下圖就需要阻塞:
b.使用 CAS 把 state 的值加 SHARED_UNIT(65536)。這里是不是就更理解讀鎖占高位的說法了,獲取一個讀鎖,state 的值就要加 SHARED_UNIT 這么多個。
c.給當(dāng)前線程的 holdCount 加 1。
ReentrantReadWriteLock 釋放讀鎖是在 ReadLock 中調(diào)用了 AQS 下面方法,傳入的參數(shù)是1:
public final boolean releaseShared(int arg){
if (tryReleaseShared(arg)) {
doReleaseShared();
return true;
}
return false;
}ReentrantReadWriteLock 內(nèi)部類 Sync 實(shí)現(xiàn)了 releaseShared 方法,具體邏輯分為下面兩步:
寫鎖的實(shí)現(xiàn)對應(yīng)內(nèi)部類 WriteLock。
ReentrantReadWriteLock 獲取寫鎖其實(shí)是在 WriteLock 中調(diào)用了 AQS 的下面方法,傳入?yún)?shù) 1:
public final void acquire(int arg){
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();
}在ReentrantReadWriteLock 內(nèi)部類 Sync 實(shí)現(xiàn)了 tryAcquire 方法,首先獲取 state 值和獨(dú)占鎖數(shù)量(exclusiveCount),之后分如下兩種情況,如下圖:
1.state 不等于 0:
如果當(dāng)前線程不需要阻塞,并且給 state 賦值成功,使用 CAS 方式把 state 值加 1,把獨(dú)占線程置為當(dāng)前線程。
ReentrantReadWriteLock 釋放寫鎖其實(shí)是在 WriteLock 中調(diào)用了 AQS 的下面方法,傳入?yún)?shù) 1:
public final boolean release(int arg){
if (tryRelease(arg)) {
Node h = head;
if (h != null && h.waitStatus != 0)
unparkSuccessor(h);
return true;
}
return false;
}ReentrantReadWriteLock 在 Sync 中實(shí)現(xiàn)了 tryRelease(arg) 方法,邏輯如下:
我們先來看一下UML類圖:
從上面的圖中看出,CountDownLatch 的內(nèi)部類 Sync 實(shí)現(xiàn)了獲取共享鎖和釋放共享鎖的邏輯。
使用 CountDownLatch 時,構(gòu)造函數(shù)會傳入一個 int 類型的參數(shù) count,表示調(diào)動 count 次的 countDown 后主線程才可以被喚醒。
public CountDownLatch(int count){
if (count < 0) throw new IllegalArgumentException("count < 0");
this.sync = new Sync(count);
}上面的 Sync(count) 就是將 AQS 中的 state 賦值為 count。
CountDownLatch 的 await 方法調(diào)用了 AQS 中的 acquireSharedInterruptibly(int arg),傳入?yún)?shù) 1,不過這個參數(shù)并沒有用。代碼如下:
public final void acquireSharedInterruptibly(int arg)
throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
if (tryAcquireShared(arg) < 0)
doAcquireSharedInterruptibly(arg);
}
Sync 中實(shí)現(xiàn)了 tryAcquireShared 方法,await 邏輯如下圖:
上面的自旋過程就是等待 state 的值不斷減小,只有 state 值成為 0 的時候,主線程才會跳出自旋執(zhí)行之后的邏輯。
CountDownLatch 的 countDown 方法調(diào)用了 AQS 的 releaseShared(int arg),傳入?yún)?shù) 1,不過這個參數(shù)并沒有用。內(nèi)部類 Sync 實(shí)現(xiàn)了 tryReleaseShared 方法,邏輯如下圖:
CountDownLatch 的構(gòu)造函數(shù)入?yún)⒅禃x值給 state 變量,入隊(duì)操作是主線程入隊(duì),每個子線程調(diào)用了countDown 后 state 值減 1,當(dāng) state 值成為 0 后喚醒主線程。
Semaphore 是一個信號量,用來保護(hù)共享資源。如果線程要訪問共享資源,首先從 Semaphore 獲取鎖(信號量),如果信號量的計(jì)數(shù)器等于 0,則當(dāng)前線程進(jìn)入 AQS 隊(duì)列阻塞等待。否則,線程獲取鎖成功,信號量減 1。使用完共享資源后,釋放鎖(信號量加 1)。
Semaphore 跟管程模型不一樣的是,允許多個(構(gòu)造函數(shù)的 permits)線程進(jìn)入管程內(nèi)部,因此也常用它來做限流。
UML 類圖如下:
Semaphore的構(gòu)造函數(shù)會傳入一個int類型參數(shù),用來初始化state的值。
獲取鎖的操作調(diào)用了 AQS 中的 acquireSharedInterruptibly 方法,傳入?yún)?shù) 1,代碼見 CountDownLatch 中 await 小節(jié)。Semaphore 在公平鎖和非公平鎖中分別實(shí)現(xiàn)了 tryAcquireShared 方法。
Semaphore 默認(rèn)使用非公平鎖,如果使用公平鎖,需要在構(gòu)造函數(shù)指定。獲取公平鎖邏輯比較簡單,如下圖:
acquire 在非公平的鎖唯一的區(qū)別就是不會判斷 AQS 隊(duì)列是否有前置節(jié)點(diǎn)(hasQueuedPredecessors),而是直接嘗試獲取鎖。
除了 acquire 方法外,還有其他幾個獲取鎖的方法,原理類似,只是調(diào)用了 AQS 中的不同方法。
釋放鎖的操作調(diào)用了 AQS 中的 releaseShared(int arg) 方法,傳入?yún)?shù) 1,在內(nèi)部類 Sync 中實(shí)現(xiàn)了 tryReleaseShared 方法,邏輯很簡單:使用 CAS 的方式將 state 的值加 1,之后喚醒隊(duì)列中的后繼節(jié)點(diǎn)。
ThreadPoolExecutor 中也用到了 AQS,看下面的 UML 類圖:
Worker 主要在 ThreadPoolExecutor 中斷線程的時候使用。Worker 自己實(shí)現(xiàn)了獨(dú)占鎖,在中斷線程時首先進(jìn)行加鎖,中斷操作后釋放鎖。按照官方說法,這里不直接使用 ReentrantLock 的原因是防止調(diào)用控制線程池的方法(類似 setCorePoolSize)時能夠重新獲取到鎖,
使用 CAS 的方式把 AQS 中 state 從 0 改為 1,把當(dāng)前線程置為獨(dú)占線程。
把獨(dú)占線程置為空,把 AQS 中 state 改為 0。
Worker 初始化的時候會把 state 置為 -1,這樣是不能獲取鎖成功的。只有調(diào)用了 runWorker 方法,才會通過釋放鎖操作把 state 更為 0。這樣保證了只中斷運(yùn)行中的線程,而不會中斷等待中的線程。
AQS 基于雙向隊(duì)列實(shí)現(xiàn)了入口等待隊(duì)列,基于 state 變量實(shí)現(xiàn)了各種并發(fā)鎖,上篇文章講了入口等待隊(duì)列,而這篇文章主要講了基于 AQS 的并發(fā)鎖原理。
本章節(jié)主要講解管程模型中條件變量等待隊(duì)列。
首先我們看一下官方給出的示例代碼:
public class BoundedBuffer {
final Lock lock = new ReentrantLock();
final Condition notFull = lock.newCondition();
final Condition notEmpty = lock.newCondition();
final Object[] items = new Object[100];
int putptr, takeptr, count;
public void put(Object x) throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (count == items.length)
notFull.await();
items[putptr] = x;
if (++putptr == items.length) putptr = 0;
++count;
notEmpty.signal();
} finally {
lock.unlock();
}
}
public Object take() throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (count == 0)
notEmpty.await();
Object x = items[takeptr];
if (++takeptr == items.length) takeptr = 0;
--count;
notFull.signal();
return x;
} finally {
lock.unlock();
}
}
}這個代碼定義了兩個條件變量,notFull 和 notEmpty,說明如下:
Java AQS 的條件變量等待隊(duì)列是基于接口 Condition 和 ConditionObject 來實(shí)現(xiàn)的,URM 類圖如下:
Condition 接口主要定義了下面3個方法:
條件等待隊(duì)列跟入口等待隊(duì)列有兩個不同:
入隊(duì)方法對應(yīng)方法 addConditionWaiter,這里有三種情況:
可以看到,這種情況會從隊(duì)列第一個元素開始檢查 waitStatus 不是 -2 的元素,并從隊(duì)列中移除。
AQS 的并發(fā)鎖是基于 state 變量實(shí)現(xiàn)的,線程進(jìn)入條件等待隊(duì)列后,要釋放鎖,即 state 會變?yōu)?0,釋放操作會喚醒入口等待隊(duì)列中的線程。對應(yīng)方法 fullyRelease,返回值是釋放鎖減掉的 state 值 savedState。
釋放鎖后,線程阻塞,自旋等待被喚醒。
喚醒之后,當(dāng)前線程主要有四個動作:
上面提到了 interruptMode,這個屬性有三個值:
AQS 還提供了其他幾個 await 方法,如下:
喚醒條件等待隊(duì)列中的元素,首先判斷當(dāng)前線程是否持有獨(dú)占鎖,如果沒有,拋出異常。
喚醒條件隊(duì)列中的元素,會從第一個元素也就是 firstWaiter 開始,根據(jù) firstWaiter 的 waitStatus 是不是 -2,分兩種情況。
條件隊(duì)列第一個節(jié)點(diǎn)進(jìn)入入口等待隊(duì)列,等待獲取鎖,如下圖:
這里有兩個注意點(diǎn):
如果重置 waitStatus 狀態(tài)失敗,則 unpark 節(jié)點(diǎn) firstWaiter。
如果 firstWaiter 的 waitStatus 不等于 -2,則查找 firstWaiter 的 nextWaiter,直到找到一個 waitStatus 等于 -2 的節(jié)點(diǎn),然后將這個節(jié)點(diǎn)加入入口等待隊(duì)列隊(duì)尾,如下圖:
上面的兩種情況無論哪種,進(jìn)入入口等待隊(duì)列之前都要用 CAS 的方式把 waitStatus 改為 0。
理解了 signal 的邏輯,signalAll 的邏輯就非常容易理解了。首先判斷當(dāng)前線程是否持有獨(dú)占鎖,如果沒有,拋出異常。
將條件等待隊(duì)列中的所有節(jié)點(diǎn)依次加入入口等待隊(duì)列。如下圖:
Java 并發(fā)包下有很多類使用到了 AQS 中的 Condition,如下圖:
這里我們以 CyclicBarrier 為例來講解。CyclicBarrier 是讓一組線程相互等待共同達(dá)到一個屏障點(diǎn)。從 Cyclic 可以看出 Barrier 可以循環(huán)利用,也就是當(dāng)線程釋放之后可以繼續(xù)使用。
看下面這段示例代碼:
public static void main(String[] args){
CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(2, () -> {
System.out.println("柵欄中的線程執(zhí)行完成");
});
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2);
executorService.submit(() -> {
try {
System.out.println("線程1:" + Thread.currentThread().getName());
cyclicBarrier.await();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
});
executorService.submit(() -> {
try {
System.out.println("線程2:" + Thread.currentThread().getName());
cyclicBarrier.await();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
});
executorService.shutdown();
}執(zhí)行結(jié)果:
線程1:pool-1-thread-1
線程2:pool-1-thread-2
柵欄中的線程執(zhí)行完成
CyclicBarrier 初始化的時候,會指定線程的數(shù)量 count,每個線程執(zhí)行完邏輯后,調(diào)用 CyclicBarrier 的 await 方法,這個方法首先將 count 減 1,然后調(diào)用 Condition的 await,讓當(dāng)前線程進(jìn)入條件等待隊(duì)列。當(dāng)最后一個線程將 count 減 1 后,count 數(shù)量等于 0,這時就會調(diào)用 Condition 的 signalAll 方法喚醒所有線程。
Java 的管程模型使用了 MESA 模型,基于 AQS 實(shí)現(xiàn)的 MESA 模型中,使用雙向隊(duì)列實(shí)現(xiàn)了入口等待隊(duì)列,使用變量 state 實(shí)現(xiàn)了并發(fā)鎖,使用 Condition 實(shí)現(xiàn)了條件等待隊(duì)列。
在 AQS 的實(shí)現(xiàn)中,使用同步隊(duì)列這個術(shù)語來表示雙向隊(duì)列,本文中使用入口等待隊(duì)列來描述是為了更好的配合管程模型來講解。
AQS 的 Condition 中,使用 await 方法將當(dāng)前線程放入條件變量等待隊(duì)列阻塞等待,使用 notify 來喚醒條件等待隊(duì)列中的線程,被喚醒之后,線程并不能立刻執(zhí)行,而是進(jìn)入入口等待隊(duì)列等待獲取鎖。

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