怎么通过分析 AQS Condition 等待队列理解线程在等待与唤醒状态间的底层迁移路径

大杰吖_4207

大杰吖_4207

2026-05-19

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await()前必须先获取锁,否则抛illegalmonitorstateexception;addconditionwaiter()将节点以node.condition状态加入单向condition队列并清理无效节点;fullyrelease()彻底释放锁并将节点移出同步队列;signal()通过cas修改waitstatus后调用enq()将节点迁入双向同步队列;被唤醒后检查是否在同步队列,再走acquirequeued流程重新竞争锁。

怎么通过分析 aqs condition 等待队列理解线程在等待与唤醒状态间的底层迁移路径

await() 调用后线程怎么进 Condition 队列

线程必须先持有锁(即已在 AQS 同步队列中成功 acquire),否则 await() 会直接抛 IllegalMonitorStateException。这不是“可能出错”,而是调用前提——没 lock 就 await,代码立刻崩。

真正入队动作在 addConditionWaiter():新建一个 Node,waitStatus = Node.CONDITION,然后单向链表尾插到 ConditionObject 的 lastWaiter。这个过程不走 CAS,因为调用时锁已被当前线程独占,天然串行。

但插入前会清理:如果原 lastWaiter 的 waitStatus != Node.CONDITION(比如已被 cancel),就遍历整个 condition 链表,把所有非 CONDITION 节点全干掉。这一步容易被忽略,但它决定了后续 signal() 是否能拿到有效的头节点。

fullyRelease() 释放锁时同步队列发生了什么

fullyRelease(node) 不是“暂时让出”,而是把当前线程持有的全部 state 归零(比如可重入锁的全部重入次数)。它调用子类实现的 tryRelease(1),失败就直接抛异常,await() 根本不会继续往下走。

关键影响是:该线程的 Node 此刻已从同步队列中彻底移除——它不再参与任何锁竞争,也不再是同步队列的一部分。同时,head 的后继节点(如果存在且状态正常)会被唤醒,去尝试获取锁。

常见误判:以为线程还在同步队列里“挂着等 signal”。实际它已经“消失”了,condition 队列和同步队列此时是两个完全独立的链表,物理上无交集。

signal() 怎么把节点从 Condition 队列移到同步队列

signal() 不直接 unpark,只做迁移:transferForSignal(node) 先用 CAS 把节点的 waitStatus 从 Node.CONDITION 改为 0;失败说明该节点已被 cancel 或已被其他线程 signal 过,直接跳过。

CAS 成功后,调用 enq(node) 把该节点插入同步队列尾部。注意:enq() 是自旋 + CAS 实现的,因为同步队列是多线程竞争的,而 condition 队列不是。

插入成功才调用 LockSupport.unpark(node.thread)。但此时线程还没醒——它刚进同步队列,得等前驱变成 head、且 tryAcquire() 成功,才能真正返回 await()。

被唤醒后线程怎么重新竞争锁并返回 await()

线程从 LockSupport.park(this) 返回后,第一件事是调用 isOnSyncQueue(node) 检查自己是否已在同步队列中。这个判断靠的是节点的 prev 是否为 null,或 waitStatus 是否为 Node.CONDITION ——不是查 condition 队列有没有它,而是看它是不是已经被迁过去了。

确认在同步队列后,进入 acquireQueued(node, savedState) 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。

中断是个特例:如果线程在 park 中被中断,checkInterruptWhileWaiting() 会返回 THROW_IE 或 REINTERRUPT,然后直接进 acquireQueued()。这意味着中断 ≈ 隐式 signal,但它绕过了 condition 队列头部,由当前线程自己触发迁移——这也是为什么中断后仍需重新 acquire:锁还被别人占着。

最易忽略的一点:condition 队列是单向链表,同步队列是双向链表;迁移不是复制节点,而是复用同一个 Node 实例,仅修改其 waitStatus 和前后指针。节点身份没变,只是“户口”从一个队列迁到了另一个。

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