摘要：condition用于显式的等待通知，等待过程可以挂起并释放锁，唤醒后重新拿到锁。
本文分享自华为云社区《AQS中的condition源码原理详细分析》，作者：breakDawn。
condition的用法
condition用于显式的等待通知，等待过程可以挂起并释放锁，唤醒后重新拿到锁。
和直接用lock\unlock去做等待通知的区别在于，lock是不会释放锁的，但是利用的condition的await则可以，且唤醒后会自动重新拿回锁。
Lock lock = new ReentrantLock();
Condition condition = lock.newCondition();
public void conditionWait() throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
// if(xxxx)判断不满足条件，等待，释放锁
condition.await();
} finally {
lock.unlock();
}
}
public void conditionSignal() throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
// 做完事情了，通知condition上等待的开始抢占
condition.signal();
} finally {
lock.unlock();
}
}
也提供了一些支持中断、支持超时的等待方法
condition 和 object.wait/notify的区别
- object的wait依赖sync， 只能最多有一个等待队列。 而通过newCondition可以制造多个等待队列
- wait不支持中断，而condition支持
- condition支持等待特定时间
condition原理分析
超大原理流程图
- await()， 简单来讲就是把当前线程放入condition的等待队列中，然后调用LockSupport.park拉起线程。如果被其他线程通过signal唤醒，则放入同步队列中竞争锁，竞争成功则返回，否则继续竞争。
- signal方法，就是拿到condition的等待队列头节点，用cas修改节点状态，改成功则唤醒线程。但有可能被别人抢先，所以需要cas操作。
代码结构部分：
Lock提供了newCondition接口给外部锁调用
而newCondition()返回的Condition是一个接口
这个接口的实现类是ConditionObject，放在AQS抽象类的内部类中
原理实现部分
等待队列
- 每个condition都有一个属于自己的等待队列
- 每次调用condition.await， 就插入到等待队列尾部
- 等待队列插入封装线程的节点时不需要在尾部CAS， 因为必须先获取锁，才能调用await，因此不用CAS竞争
- 每个Lock只有一个同步队列（用于lock()时阻塞和竞争用）， 但是可能会有多个等待队列（用于condition的await）
等待过程
- 添加线程到condition的等待队列尾部
- 释放占用的锁，并唤醒同步队列的后继节点
- 此时肯定不在aqs的同步队列中了， 用park方法进入阻塞状态
- 被唤醒，唤醒时可能是通过sign()被人放入了同步队列， 也可能是被中断唤醒，因此要做checkInterruptWhileWaiting检查看是否继续， 如果同意继续，就继续睡眠，直到进入同步队列
- 尝试acquireQueued竞争和抢占state同步状态
- 退出前，顺带用unlinkCancelledWaiters清理已经不是CONDITION状态的等待队列节点
public final void await() throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
// 添加本线程到等待队列尾部
Node node = addConditionWaiter();
// 释放锁，唤醒同步队列中的后继节点
int savedState = fullyRelease(node);
int interruptMode = 0;
// 如果已经在同步队列中了，说明被成功sign唤醒
while (!isOnSyncQueue(node)) {
// 阻塞挂起
LockSupport.park(this);
// 确认是否需要中断时就退出
if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
break;
}
// 在同步队列中，那就按同步队列的规则在队列中用CAS竞争同步状态
if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)
interruptMode = REINTERRUPT;
// 清理已经不是CONDITION状态的等待队列节点
if (node.nextWaiter != null)
unlinkCancelledWaiters();
if (interruptMode != 0)
reportInterruptAfterWait(interruptMode);
}
唤醒过程signal()
1.检查调用signal时，是否当前线程获取了锁，不是则抛异常
if (!isHeldExclusively())
throw new IllegalMonitorStateException();
2.获取condition队列中的第一个等待节点
Node first = firstWaiter;
if (first != null)
doSignal(first);
3.用CAS清除CONDITION状态
if (!node.compareAndSetWaitStatus(Node.CONDITION, 0))
return false;
4.调用AQS的enq(firstWaitNode)，将这个节点放入到同步队列的队尾（需要CAS支撑？因为可能是共享的，即使获取了锁也需要竞争)
5.移动入同步队列成功后（可能经历了几次CAS），再用unpark方法唤醒，那个线程就进入了上面代码中Park之后的部分了
int ws = p.waitStatus;
if (ws > 0 || !p.compareAndSetWaitStatus(ws, Node.SIGNAL))
LockSupport.unpark(node.thread);
6.如果是signalAll方法，则等待队列中每个节点都执行一次signal方法，全部移入同步队列中并唤醒（唤醒后他们很可能还会因为抢不到资源而阻塞，但队列位置不同了，也无法再通过sign唤醒了）
do {
Node next = first.nextWaiter;
first.nextWaiter = null;
transferForSignal(first);
first = next;
} while (first != null);
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