上一篇簡單介紹了AQS，我們大概知道AQS就是一個框架，把很多功能都給實現了（比如入隊規則，喚醒節點中的線程等），我們如果要使用的話只需要實現其中的一些方法（比如tryAcquire等）就行了！這次主要說說AQS中阻塞隊列的的入隊規則還有條件變量；
一.AQS入隊規則
我們仔細分析一下AQS是如何維護阻塞隊列的，在獨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列中的呢？
我們看看acquire方法，這里首先會調用子類實現的tryAcquire方法嘗試修改state，修改失敗的話，說明線程競爭鎖失敗，於是會走到后面的這個條件；
這個addWaiter方法就是將當前線程封裝成一個Node.EXCLUSIVE類型的節點，然后丟到阻塞隊列中；
第一次還沒有阻塞隊列的時候，會到enq方法里面，我們仔細看看enq方法
enq()方法中，我們在第一次進入這個方法的時候，下面圖一所示，tail和head都指向null；
第一次循環，到首先會到圖二，然后判斷t所指向的節點是不是null，如果是的話，就用CAS更新節點，這個CAS我們可以看作：頭節點head為null，我們把head節點更新為一個哨兵節點（哨兵節點就是new Node()），再將tail也指向head，就是圖三了
第二次for循環：走到上面的else語句，將新節點的前一個節點設置為哨兵節點；
然后就是CAS更新節點，這里CAS的意思：如果最后的節點tail指向的和t是一樣的，那么就將tail指向node節點
最后再將t的下一個節點設置為node，下圖所示，就ok了
二.AQS條件變量的使用
什么是條件變量呢？我們在開始介紹AQS的時候，還有一個內部類沒有說，就是ConditionObject，還記得前面說過的Unsafe中的park和unpark方法嗎？而這個ConditionObject就對這兩個方法進行了一次封裝，await()和signal()方法，但是更靈活，可以創建多個條件變量，每個條件變量維護一個條件隊列（就是一個單向鏈表，可以看到Node這個內部類中個屬性是nextWaiter）；
注意：每一個條件變量里面都維護了一個條件隊列
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 { // 創建鎖對象 ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); // 創建條件變量 Condition condition = lock.newCondition(); // 以下創建兩個線程，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，這里調用條件變量的await方法，當前線程就會丟到condition條件變量中的條件隊列中阻塞 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變量內部隊列中的某個線程 condition.signal(); System.out.println("signal end"); } finally { lock.unlock(); } }); thread1.start(); Thread.sleep(500); thread2.start(); } }
還可以創建多個條件變量，如下所示，每一個條件變量都維護了一個條件隊列：
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 { // 創建鎖對象 ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); // 創建條件變量1 Condition condition1 = lock.newCondition(); //條件變量2 Condition condition2 = lock.newCondition(); // 以下創建兩個線程，里面都會獲取鎖和釋放鎖 Thread thread1 = new Thread(() -> { lock.lock(); try { System.out.println("await begin");//1 condition1.await(); System.out.println("await end");//5 System.out.println("condition2---signal---start");//6 condition2.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");//2 condition1.signal(); System.out.println("signal end");//3 System.out.println("condition2---await---start");//4 condition2.await(); System.out.println("condition2---await---end");//8 } catch (InterruptedException e) { // } finally { lock.unlock(); } }); thread1.start(); Thread.sleep(500); thread2.start(); } }
三.走進條件變量
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，最后就是創建一個ConditionObject實例；這個類是AQS的內部類，通過這個類可以訪問AQS內部的屬性和方法；
注意：在調用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，我們可以進入到addConditionWaiter()方法內部看看：
public final void await() throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted()) throw new InterruptedException(); //新建一個Node.CONDITION節點放到條件隊列最后面 Node node = addConditionWaiter(); //釋放當前線程獲取的鎖 int savedState = fullyRelease(node); int interruptMode = 0; //調用park()方法阻塞掛起當前線程 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 cancelled unlinkCancelledWaiters(); if (interruptMode != 0) reportInterruptAfterWait(interruptMode); }
private Node addConditionWaiter() {
Node t = lastWaiter; //第一次進來，這個lastWaiter是null，即t = null,不會進入到這個if語句 if (t != null && t.waitStatus != Node.CONDITION) { unlinkCancelledWaiters(); t = lastWaiter; } //創建一個Node.CONDITION類型的節點，然后下面這個if中就是將第一個節點firstWaiter和最后一個節點都指向這個新創建的節點 Node node = new Node(Thread.currentThread(), Node.CONDITION); if (t == null) firstWaiter = node; else t.nextWaiter = node; lastWaiter = node; return node; }
順便在看看signal方法：
public final void signal() {
if (!isHeldExclusively()) throw new IllegalMonitorStateException(); //條件隊列移除第一個節點，然后把這個節點丟到阻塞隊列中，然后激活這個線程 Node first = firstWaiter; if (first != null) doSignal(first); }
我們想一想在AQS中阻塞隊列和條件隊列有什么關系啊？
1.當多個線程調用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為Node節點丟到AQS的阻塞隊列中，並做CAS自旋獲取鎖；
2.當獲取到鎖的線程對應的條件變量的await()方法被調用的時候，該線程就會釋放鎖，並把當前線程轉為Node節點放到條件變量對應的條件隊列中；
3.這個時候AQS的阻塞隊列中又會有一個節點中的線程能得到鎖了，如果這個線程又恰巧調用了對應條件變量的await()方法時，又會重復2的步驟，然后阻塞隊列中又會有一個節點中的線程獲得鎖
4.然后，又有一個線程調用了條件變量的signal()或者signalAll()方法，就會把條件隊列中一個或者所有的節點都移動到AQS阻塞隊列中，然后調用unpark方法進行授權，就等着獲得鎖了；
一個鎖對應一個阻塞隊列，但是對應多個條件變量，每一個條件變量對應一個條件隊列；其中，這兩種隊列中存放的都是Node節點，Node節點中封裝了線程及其狀態，下圖所示：
