如何通过 AQS 的 Condition 队列源码分析线程从等待状态转移到同步队列的完整原子过程

秋晨酱_4505

秋晨酱_4505

2026-04-24

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原创

await()后线程进入condition队列:先新建CONDITION节点尾插,清理取消节点,再通过fullyRelease()释放锁并退出同步队列;signal()时迁移头节点至同步队列,CAS修改waitStatus后enq插入,再unpark;唤醒后需重新排队竞争锁,中断则不参与竞争。

如何通过 aqs 的 condition 队列源码分析线程从等待状态转移到同步队列的完整原子过程

await() 调用后线程怎么进 condition 队列

调用 Condition.await() 的前提是当前线程已持有锁(即已进入 AQS 同步队列并成功获取 state),所以插入等待节点时无需 CAS 竞争——addConditionWaiter() 直接链表尾插,靠锁的排他性保障线程安全。

这个过程会做三件事:

  • 新建一个 Node,类型为 Node.CONDITION,waitStatus = Node.CONDITION
  • 把该节点追加到 condition 队列尾部(lastWaiter 指针更新)
  • 若原尾节点已取消(waitStatus != Node.CONDITION),则先遍历清理所有取消节点再插入

fullyRelease() 释放锁时同步队列发生了什么

await() 紧接着调用 fullyRelease(node),它本质是调用子类实现的 tryRelease(1) 尝试将 state 减到 0;成功后,会唤醒同步队列中 head 的后继节点(如果存在且状态正常)。

关键点在于:此时当前线程已彻底脱离同步队列 —— 它的 Node 不在同步队列里了,也不再参与锁竞争。但注意:fullyRelease() 失败(比如重入锁未完全释放)会直接抛 IllegalMonitorStateException,await() 根本不会继续往下走。

signal() 唤醒时如何把节点从 condition 队列移到同步队列

signal() 不是直接 unpark,而是执行「迁移」:把 condition 队列头节点(firstWaiter)摘下,通过 transferForSignal(node) 尝试将其加入同步队列尾部。

这个迁移不是无条件成功的:

  • 先用 CAS 将 node 的 waitStatus 从 CONDITION 改为 0(初始同步节点状态);失败说明该节点已被 cancel 或 signal 过,跳过
  • CAS 成功后,调用 enq(node) 插入同步队列——这里必须用自旋 + CAS,因为同步队列是多线程竞争的
  • 插入成功后,才调用 LockSupport.unpark(node.thread);但此时线程还没醒,它刚进同步队列,要等前驱节点变成 head 并调用 tryAcquire() 才可能真正获取锁返回

被唤醒后线程怎么重新竞争锁并返回 await()

线程被 unpark 后,从 LockSupport.park(this) 返回,进入 acquireQueued() 流程:检查前驱是否为 head、尝试 tryAcquire()、失败则再次 park……直到获取锁成功。

但注意两个易忽略细节:

  • 如果线程是被中断唤醒(非 signal()),checkInterruptWhileWaiting() 会返回 REINTERRUPT 或 THROW_IE,最终在 await() 末尾抛 InterruptedException 或自我中断,**不会**进入同步队列竞争锁
  • 即使成功迁移到同步队列,也不代表马上能获取锁——它只是获得了“排队资格”,仍要按 FIFO 等待前驱节点释放,这点和 Object.wait() 唤醒后立即参与锁竞争有本质区别

整个迁移过程没有“一步到位”的原子指令;它是靠多个 CAS 操作(condition 队列清理、waitStatus 修改、同步队列插入)+ 锁状态变更 + park/unpark 协同完成的,任一环节失败都会导致节点滞留或丢弃。真正容易出错的地方,往往不在 signal,而在 await 释放锁失败、或中断处理路径没走对。

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