条件等待队列

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介绍Java中的条件等待队列相关内容：条件等待队列和队列转移。

条件等待队列

第一节 简介

当多个线程 await() 在同一个条件变量上时，会形成一个条件等待队列。同一个锁可以创建多个条件变量，就会存在多个条件等待队列。这个队列和 AQS 的队列结构很接近，只不过它不是双向队列，而是单向队列。队列中的节点和 AQS 等待队列的节点是同一个类，但是节点指针不是 prev 和 next ，而是 nextWaiter 。

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class AQS {
  ...
  class ConditionObject {
    Node firstWaiter;  // 指向第一个节点
    Node lastWaiter;  // 指向第二个节点
  }

  class Node {
    static final int CONDITION = -2;
    static final int SIGNAL = -1;
    Thread thread;  // 当前等待的线程
    Node nextWaiter;  // 指向下一个条件等待节点

    Node prev;
    Node next;
    int waitStatus;  // waitStatus = CONDITION
  }
  ...
}

ConditionObject 是 AQS 的内部类，这个对象里会有一个隐藏的指针 this$0 指向外部的 AQS 对象，ConditionObject 可以直接访问 AQS 对象的所有属性和方法（加锁解锁）。位于条件等待队列里的所有节点的 waitStatus 状态都被标记为 CONDITION，表示节点是因为条件变量而等待。

第二节 队列转移

当条件变量的 signal() 方法被调用时，条件等待队列的头节点线程会被唤醒，该节点从条件等待队列中被摘走，然后被转移到 AQS 的等待队列中，准备排队尝试重新获取锁。这时节点的状态从 CONDITION 转为 SIGNAL ，表示当前节点是被条件变量唤醒转移过来的。

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class AQS {
  ...
  boolean transferForSignal(Node node) {
    // 重置节点状态
    if (!node.compareAndSetWaitStatus(Node.CONDITION, 0))
      return false
    Node p = enq(node); // 进入 AQS 等待队列
    int ws = p.waitStatus;
    // 再修改状态为SIGNAL
    if (ws > 0 || !p.compareAndSetWaitStatus(ws, Node.SIGNAL))
       LockSupport.unpark(node.thread);
       return true;
  }
  ...
}

被转移的节点的 nextWaiter 字段的含义也发生了变更，在条件队列里它是下一个节点的指针，在 AQS 等待队列里它是共享锁还是互斥锁的标志。

Java 并发包常用类库依赖结构

参考博客和文章书籍等：

《Java核心技术 卷Ⅰ》

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