【深刻AQS原理】我畫了35張圖就是爲了讓你深刻 AQS

時間  2021-08-13
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申明

此文章肝了好久，圖片較多，但願你們喜歡。html

另外，感興趣的小夥伴可關注我的公衆號：一枝花算不算浪漫java

公衆號剛開始運營，但願與您一同成長。node

前言

談到併發，咱們不得不說AQS(AbstractQueuedSynchronizer)，所謂的AQS便是抽象的隊列式的同步器，內部定義了不少鎖相關的方法，咱們熟知的ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock、CountDownLatch、Semaphore等都是基於AQS來實現的。安全

咱們先看下AQS相關的UML圖：markdown

image.png

思惟導圖：數據結構

image.png

AQS實現原理

AQS中 維護了一個volatile int state（表明共享資源）和一個FIFO線程等待隊列（多線程爭用資源被阻塞時會進入此隊列）。多線程

這裏volatile可以保證多線程下的可見性，當state=1則表明當前對象鎖已經被佔有，其餘線程來加鎖時則會失敗，加鎖失敗的線程會被放入一個FIFO的等待隊列中，比列會被UNSAFE.park()操做掛起，等待其餘獲取鎖的線程釋放鎖纔可以被喚醒。併發

另外state的操做都是經過CAS來保證其併發修改的安全性。post

具體原理咱們能夠用一張圖來簡單歸納：性能

image.png

AQS 中提供了不少關於鎖的實現方法，

  • getState()：獲取鎖的標誌state值
  • setState()：設置鎖的標誌state值
  • tryAcquire(int)：獨佔方式獲取鎖。嘗試獲取資源，成功則返回true，失敗則返回false。
  • tryRelease(int)：獨佔方式釋放鎖。嘗試釋放資源，成功則返回true，失敗則返回false。

這裏還有一些方法並無列出來，接下來咱們以ReentrantLock做爲突破點經過源碼和畫圖的形式一步步瞭解AQS內部實現原理。

目錄結構

文章準備模擬多線程競爭鎖、釋放鎖的場景來進行分析AQS源碼：

三個線程(線程1、線程2、線程三)同時來加鎖/釋放鎖

目錄以下：

  • 線程一加鎖成功時AQS內部實現
  • 線程二/三加鎖失敗時AQS中等待隊列的數據模型
  • 線程一釋放鎖及線程二獲取鎖實現原理
  • 經過線程場景來說解公平鎖具體實現原理
  • 經過線程場景來說解Condition中await()和signal()實現原理

這裏會經過畫圖來分析每一個線程加鎖、釋放鎖後AQS內部的數據結構和實現原理

場景分析

線程一加鎖成功

若是同時有三個線程併發搶佔鎖，此時線程一搶佔鎖成功，線程二和線程三搶佔鎖失敗，具體執行流程以下：

image.png

此時AQS內部數據爲：

image.png

線程二、線程三加鎖失敗：

image.png

有圖能夠看出，等待隊列中的節點Node是一個雙向鏈表，這裏SIGNAL是Node中waitStatus屬性，Node中還有一個nextWaiter屬性，這個並未在圖中畫出來，這個到後面Condition會具體講解的。

具體看下搶佔鎖代碼實現：

java.util.concurrent.locks.ReentrantLock .NonfairSync:

static final class NonfairSync extends Sync {
    
    final void lock() {
        if (compareAndSetState(0, 1))
            setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
        else
            acquire(1);
    }

    protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
        return nonfairTryAcquire(acquires);
    }
}
複製代碼

這裏使用的ReentrantLock非公平鎖，線程進來直接利用CAS嘗試搶佔鎖，若是搶佔成功state值回被改成1，且設置對象獨佔鎖線程爲當前線程。以下所示：

protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) {
    return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update);
}

protected final void setExclusiveOwnerThread(Thread thread) {
    exclusiveOwnerThread = thread;
}
複製代碼

線程二搶佔鎖失敗

咱們按照真實場景來分析，線程一搶佔鎖成功後，state變爲1，線程二經過CAS修改state變量必然會失敗。此時AQS中FIFO(First In First Out 先進先出)隊列中數據如圖所示：

image.png

咱們將線程二執行的邏輯一步步拆解來看：

java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquire():

public final void acquire(int arg) {
    if (!tryAcquire(arg) &&
        acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
        selfInterrupt();
}
複製代碼

先看看tryAcquire()的具體實現： java.util.concurrent.locks.ReentrantLock .nonfairTryAcquire():

final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
    final Thread current = Thread.currentThread();
    int c = getState();
    if (c == 0) {
        if (compareAndSetState(0, acquires)) {
            setExclusiveOwnerThread(current);
            return true;
        }
    }
    else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
        int nextc = c + acquires;
        if (nextc < 0)
            throw new Error("Maximum lock count exceeded");
        setState(nextc);
        return true;
    }
    return false;
}
複製代碼

nonfairTryAcquire()方法中首先會獲取state的值，若是不爲0則說明當前對象的鎖已經被其餘線程所佔有，接着判斷佔有鎖的線程是否爲當前線程，若是是則累加state值，這就是可重入鎖的具體實現，累加state值，釋放鎖的時候也要依次遞減state值。

若是state爲0，則執行CAS操做，嘗試更新state值爲1，若是更新成功則表明當前線程加鎖成功。

以線程二爲例，由於線程一已經將state修改成1，因此線程二經過CAS修改state的值不會成功。加鎖失敗。

線程二執行tryAcquire()後會返回false，接着執行addWaiter(Node.EXCLUSIVE)邏輯，將本身加入到一個FIFO等待隊列中，代碼實現以下：

java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.addWaiter():

private Node addWaiter(Node mode) {    
    Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
    Node pred = tail;
    if (pred != null) {
        node.prev = pred;
        if (compareAndSetTail(pred, node)) {
            pred.next = node;
            return node;
        }
    }
    enq(node);
    return node;
}
複製代碼

這段代碼首先會建立一個和當前線程綁定的Node節點，Node爲雙向鏈表。此時等待對內中的tail指針爲空，直接調用enq(node)方法將當前線程加入等待隊列尾部：

private Node enq(final Node node) {
    for (;;) {
        Node t = tail;
        if (t == null) {
            if (compareAndSetHead(new Node()))
                tail = head;
        } else {
            node.prev = t;
            if (compareAndSetTail(t, node)) {
                t.next = node;
                return t;
            }
        }
    }
}
複製代碼

第一遍循環時tail指針爲空，進入if邏輯，使用CAS操做設置head指針，將head指向一個新建立的Node節點。此時AQS中數據：

image.png

執行完成以後，head、tail、t都指向第一個Node元素。

接着執行第二遍循環，進入else邏輯，此時已經有了head節點，這裏要操做的就是將線程二對應的Node節點掛到head節點後面。此時隊列中就有了兩個Node節點：

image.png

addWaiter()方法執行完後，會返回當前線程建立的節點信息。繼續日後執行acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg) 邏輯，此時傳入的參數爲線程二對應的Node節點信息：

java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquireQueued():

final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
    boolean failed = true;
    try {
        boolean interrupted = false;
        for (;;) {
            final Node p = node.predecessor();
            if (p == head && tryAcquire(arg)) {
                setHead(node);
                p.next = null; // help GC
                failed = false;
                return interrupted;
            }
            if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                parkAndChecknIterrupt())
                interrupted = true;
        }
    } finally {
        if (failed)
            cancelAcquire(node);
    }
}

private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {
    int ws = pred.waitStatus;
    if (ws == Node.SIGNAL)
        return true;
    if (ws > 0) {
        do {
            node.prev = pred = pred.prev;
        } while (pred.waitStatus > 0);
        pred.next = node;
    } else {
        compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);
    }
    return false;
}

private final boolean parkAndCheckInterrupt() {
    LockSupport.park(this);
    return Thread.interrupted();
}
複製代碼

acquireQueued()這個方法會先判斷當前傳入的Node對應的前置節點是否爲head，若是是則嘗試加鎖。加鎖成功過則將當前節點設置爲head節點，而後空置以前的head節點，方便後續被垃圾回收掉。

若是加鎖失敗或者Node的前置節點不是head節點，就會經過shouldParkAfterFailedAcquire方法 將head節點的waitStatus變爲了SIGNAL=-1，最後執行parkAndChecknIterrupt方法，調用LockSupport.park()掛起當前線程。

此時AQS中的數據以下圖：

image.png

此時線程二就靜靜的待在AQS的等待隊列裏面了，等着其餘線程釋放鎖來喚醒它。

線程三搶佔鎖失敗

看完了線程二搶佔鎖失敗的分析，那麼再來分析線程三搶佔鎖失敗就很簡單了，先看看addWaiter(Node mode)方法：

private Node addWaiter(Node mode) {
    Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
    Node pred = tail;
    if (pred != null) {
        node.prev = pred;
        if (compareAndSetTail(pred, node)) {
            pred.next = node;
            return node;
        }
    }
    enq(node);
    return node;
}
複製代碼

此時等待隊列的tail節點指向線程二，進入if邏輯後，經過CAS指令將tail節點從新指向線程三。接着線程三調用enq()方法執行入隊操做，和上面線程二執行方式是一致的，入隊後會修改線程二對應的Node中的waitStatus=SIGNAL。最後線程三也會被掛起。此時等待隊列的數據如圖：

image.png

線程一釋放鎖

如今來分析下釋放鎖的過程，首先是線程一釋放鎖，釋放鎖後會喚醒head節點的後置節點，也就是咱們如今的線程二，具體操做流程以下：

image.png

執行完後等待隊列數據以下：

image.png

此時線程二已經被喚醒，繼續嘗試獲取鎖，若是獲取鎖失敗，則會繼續被掛起。若是獲取鎖成功，則AQS中數據如圖：

image.png

接着仍是一步步拆解來看，先看看線程一釋放鎖的代碼：

java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.release()

public final boolean release(int arg) {
    if (tryRelease(arg)) {
        Node h = head;
        if (h != null && h.waitStatus != 0)
            unparkSuccessor(h);
        return true;
    }
    return false;
}
複製代碼

這裏首先會執行tryRelease()方法，這個方法具體實如今ReentrantLock中，若是tryRelease執行成功，則繼續判斷head節點的waitStatus是否爲0，前面咱們已經看到過，head的waitStatue爲SIGNAL(-1)，這裏就會執行unparkSuccessor()方法來喚醒head的後置節點，也就是咱們上面圖中線程二對應的Node節點。

此時看ReentrantLock.tryRelease()中的具體實現：

protected final boolean tryRelease(int releases) {
    int c = getState() - releases;
    if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())
        throw new IllegalMonitorStateException();
    boolean free = false;
    if (c == 0) {
        free = true;
        setExclusiveOwnerThread(null);
    }
    setState(c);
    return free;
}
複製代碼

執行完ReentrantLock.tryRelease()後，state被設置成0，Lock對象的獨佔鎖被設置爲null。此時看下AQS中的數據：

image.png

接着執行java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.unparkSuccessor()方法，喚醒head的後置節點：

private void unparkSuccessor(Node node) {
    int ws = node.waitStatus;
    if (ws < 0)
        compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0);
    Node s = node.next;
    if (s == null || s.waitStatus > 0) {
        s = null;
        for (Node t = tail; t != null && t != node; t = t.prev)
            if (t.waitStatus <= 0)
                s = t;
    }
    if (s != null)
        LockSupport.unpark(s.thread);
}
複製代碼

這裏主要是將head節點的waitStatus設置爲0。

此時從新將head指針指向線程二對應的Node節點，且使用LockSupport.unpark方法來喚醒線程二。

被喚醒的線程二會接着嘗試獲取鎖，用CAS指令修改state數據。 執行完成後能夠查看AQS中數據：

image.png

此時線程二被喚醒，線程二接着以前被park的地方繼續執行，繼續執行acquireQueued()方法。

線程二喚醒繼續加鎖

final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
    boolean failed = true;
    try {
        boolean interrupted = false;
        for (;;) {
            final Node p = node.predecessor();
            if (p == head && tryAcquire(arg)) {
                setHead(node);
                p.next = null; // help GC
                failed = false;
                return interrupted;
            }
            if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                parkAndCheckInterrupt())
                interrupted = true;
        }
    } finally {
        if (failed)
            cancelAcquire(node);
    }
}
複製代碼

此時線程二被喚醒，繼續執行for循環，判斷線程二的前置節點是否爲head，若是是則繼續使用tryAcquire()方法來嘗試獲取鎖，其實就是使用CAS操做來修改state值，若是修改爲功則表明獲取鎖成功。接着將線程二設置爲head節點，而後空置以前的head節點數據，被空置的節點數據等着被垃圾回收。

此時線程二獲取鎖成功，AQS中隊列數據以下：

image.png

等待隊列中的數據都等待着被垃圾回收。

線程二釋放鎖/線程三加鎖

當線程二釋放鎖時，會喚醒被掛起的線程三，流程和上面大體相同，被喚醒的線程三會再次嘗試加鎖，具體代碼能夠參考上面內容。具體流程圖以下：

image.png

此時AQS中隊列數據如圖：

image.png

公平鎖實現原理

上面全部的加鎖場景都是基於非公平鎖來實現的，非公平鎖是ReentrantLock的默認實現，那咱們接着來看一下公平鎖的實現原理，這裏先用一張圖來解釋公平鎖和非公平鎖的區別：

非公平鎖執行流程：

image.png

這裏咱們仍是用以前的線程模型來舉例子，當線程二釋放鎖的時候，喚醒被掛起的線程三，線程三執行tryAcquire()方法使用CAS操做來嘗試修改state值，若是此時又來了一個線程四也來執行加鎖操做，一樣會執行tryAcquire()方法。

這種狀況就會出現競爭，線程四若是獲取鎖成功，線程三仍然須要待在等待隊列中被掛起。這就是所謂的非公平鎖，線程三辛辛苦苦排隊等到本身獲取鎖，卻眼巴巴的看到線程四插隊獲取到了鎖。

公平鎖執行流程：

image.png

公平鎖在加鎖的時候，會先判斷AQS等待隊列中是存在節點，若是存在節點則會直接入隊等待，具體代碼以下.

公平鎖在獲取鎖是也是首先會執行acquire()方法，只不過公平鎖單獨實現了tryAcquire()方法：

#java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquire():

public final void acquire(int arg) {
    if (!tryAcquire(arg) &&
        acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
        selfInterrupt();
}
複製代碼

這裏會執行ReentrantLock中公平鎖的tryAcquire()方法

#java.util.concurrent.locks.ReentrantLock.FairSync.tryAcquire():

static final class FairSync extends Sync {
    protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
        final Thread current = Thread.currentThread();
        int c = getState();
        if (c == 0) {
            if (!hasQueuedPredecessors() &&
                compareAndSetState(0, acquires)) {
                setExclusiveOwnerThread(current);
                return true;
            }
        }
        else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
            int nextc = c + acquires;
            if (nextc < 0)
                throw new Error("Maximum lock count exceeded");
            setState(nextc);
            return true;
        }
        return false;
    }
}
複製代碼

這裏會先判斷state值，若是不爲0且獲取鎖的線程不是當前線程，直接返回false表明獲取鎖失敗，被加入等待隊列。若是是當前線程則可重入獲取鎖。

若是state=0則表明此時沒有線程持有鎖，執行hasQueuedPredecessors()判斷AQS等待隊列中是否有元素存在，若是存在其餘等待線程，那麼本身也會加入到等待隊列尾部，作到真正的先來後到，有序加鎖。具體代碼以下：

#java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.hasQueuedPredecessors():

public final boolean hasQueuedPredecessors() {
    Node t = tail;
    Node h = head;
    Node s;
    return h != t &&
        ((s = h.next) == null || s.thread != Thread.currentThread());
}
複製代碼

這段代碼頗有意思，返回false表明隊列中沒有節點或者僅有一個節點是當前線程建立的節點。返回true則表明隊列中存在等待節點，當前線程須要入隊等待。

image.png

先判斷head是否等於tail，若是隊列中只有一個Node節點，那麼head會等於tail。

接着判斷(s = h.next) == null，這種屬於一種極端狀況，在enq()入隊操做中，此時不是原子性操做，可能存在這種狀況：

YcAPpD.png

在第一個紅框處，例如 線程一 執行完成，此時head已經有值，而還未執行tail=head的時候，此時 線程二 判斷 head != tail成立。而接着 線程一 執行完第二個紅框處，此時tail = node，可是並未將head.next指向node。而這時 線程二 就會獲得head.next == null成立，直接返回true。這種狀況表明有節點正在作入隊操做。

若是head.next不爲空，那麼接着判斷head.next節點是否爲當前線程，若是不是則返回false。你們要記清楚，返回false表明FIFO隊列中沒有等待獲取鎖的節點，此時線程能夠直接嘗試獲取鎖，若是返回true表明有等待線程，當前線程如要入隊排列，這就是體現公平鎖的地方。

非公平鎖和公平鎖的區別： 非公平鎖性能高於公平鎖性能。非公平鎖能夠減小CPU喚醒線程的開銷，總體的吞吐效率會高點，CPU也沒必要取喚醒全部線程，會減小喚起線程的數量

非公平鎖性能雖然優於公平鎖，可是會存在致使線程飢餓的狀況。在最壞的狀況下，可能存在某個線程一直獲取不到鎖。不過相比性能而言，飢餓問題能夠暫時忽略，這可能就是ReentrantLock默認建立非公平鎖的緣由之一了。

Condition實現原理

Condition簡介

上面已經介紹了AQS所提供的核心功能，固然它還有不少其餘的特性，這裏咱們來繼續說下Condition這個組件。

Condition是在java 1.5中才出現的，它用來替代傳統的Object的wait()、notify()實現線程間的協做，相比使用Object的wait()、notify()，使用Condition中的await()、signal()這種方式實現線程間協做更加安全和高效。所以一般來講比較推薦使用Condition

其中AbstractQueueSynchronizer中實現了Condition中的方法，主要對外提供awaite(Object.wait())和signal(Object.notify())調用。

Condition Demo示例

使用示例代碼：

/** * ReentrantLock 實現源碼學習 * @author 一枝花算不算浪漫 * @date 2020/4/28 7:20 */
public class ReentrantLockDemo {
    static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    public static void main(String[] args) {
        Condition condition = lock.newCondition();

        new Thread(() -> {
            lock.lock();
            try {
                System.out.println("線程一加鎖成功");
                System.out.println("線程一執行await被掛起");
                condition.await();
                System.out.println("線程一被喚醒成功");
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.unlock();
                System.out.println("線程一釋放鎖成功");
            }
        }).start();

        new Thread(() -> {
            lock.lock();
            try {
                System.out.println("線程二加鎖成功");
                condition.signal();
                System.out.println("線程二喚醒線程一");
            } finally {
                lock.unlock();
                System.out.println("線程二釋放鎖成功");
            }
        }).start();
    }
}
複製代碼

執行結果以下圖：

image.png

這裏線程一先獲取鎖，而後使用await()方法掛起當前線程並釋放鎖，線程二獲取鎖後使用signal喚醒線程一。

Condition實現原理圖解

咱們仍是用上面的demo做爲實例，執行的流程以下：

image.png

線程一執行await()方法：

先看下具體的代碼實現，#java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.ConditionObject.await()：

public final void await() throws InterruptedException {
    if (Thread.interrupted())
        throw new InterruptedException();
    Node node = addConditionWaiter();
    int savedState = fullyRelease(node);
    int interruptMode = 0;
    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);
}
複製代碼

await()方法中首先調用addConditionWaiter()將當前線程加入到Condition隊列中。

執行完後咱們能夠看下Condition隊列中的數據：

image.png

具體實現代碼爲：

private Node addConditionWaiter() {
    Node t = lastWaiter;
    if (t != null && t.waitStatus != Node.CONDITION) {
        unlinkCancelledWaiters();
        t = lastWaiter;
    }
    Node node = new Node(Thread.currentThread(), Node.CONDITION);
    if (t == null)
        firstWaiter = node;
    else
        t.nextWaiter = node;
    lastWaiter = node;
    return node;
}
複製代碼

這裏會用當前線程建立一個Node節點，waitStatus爲CONDITION。接着會釋放該節點的鎖，調用以前解析過的release()方法，釋放鎖後此時會喚醒被掛起的線程二，線程二會繼續嘗試獲取鎖。

接着調用isOnSyncQueue()方法是判斷當前的線程節點是否是在同步隊列中，由於上一步已經釋放了鎖，也就是說此時可能有線程已經獲取鎖同時可能已經調用了singal()方法，若是已經喚醒，那麼就不該該park了，而是退出while方法，從而繼續爭搶鎖。

此時線程一被掛起，線程二獲取鎖成功。

具體流程以下圖：

image.png

線程二執行signal()方法：

首先咱們考慮下線程二已經獲取到鎖，此時AQS等待隊列中已經沒有了數據。

接着就來看看線程二喚醒線程一的具體執行流程：

public final void signal() {
    if (!isHeldExclusively())
        throw new IllegalMonitorStateException();
    Node first = firstWaiter;
    if (first != null)
        doSignal(first);
}
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先判斷當前線程是否爲獲取鎖的線程，若是不是則直接拋出異常。 接着調用doSignal()方法來喚醒線程。

private void doSignal(Node first) {
    do {
        if ( (firstWaiter = first.nextWaiter) == null)
            lastWaiter = null;
        first.nextWaiter = null;
    } while (!transferForSignal(first) &&
             (first = firstWaiter) != null);
}

final boolean transferForSignal(Node node) {
    if (!compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0))
        return false;

    Node p = enq(node);
    int ws = p.waitStatus;
    if (ws > 0 || !compareAndSetWaitStatus(p, ws, Node.SIGNAL))
        LockSupport.unpark(node.thread);
    return true;
}

/** * Inserts node into queue, initializing if necessary. See picture above. * @param node the node to insert * @return node's predecessor */
private Node enq(final Node node) {
    for (;;) {
        Node t = tail;
        if (t == null) { // Must initialize
            if (compareAndSetHead(new Node()))
                tail = head;
        } else {
            node.prev = t;
            if (compareAndSetTail(t, node)) {
                t.next = node;
                return t;
            }
        }
    }
}
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這裏先從transferForSignal()方法來看，經過上面的分析咱們知道Condition隊列中只有線程一建立的一個Node節點，且waitStatue爲CONDITION，先經過CAS修改當前節點waitStatus爲0，而後執行enq()方法將當前線程加入到等待隊列中，並返回當前線程的前置節點。

加入等待隊列的代碼在上面也已經分析過，此時等待隊列中數據以下圖：

image.png

接着開始經過CAS修改當前節點的前置節點waitStatus爲SIGNAL，而且喚醒當前線程。此時AQS中等待隊列數據爲：

image.png

線程一被喚醒後，繼續執行await()方法中的while循環。

public final void await() throws InterruptedException {
    if (Thread.interrupted())
        throw new InterruptedException();
    Node node = addConditionWaiter();
    int savedState = fullyRelease(node);
    int interruptMode = 0;
    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);
}
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由於此時線程一的waitStatus已經被修改成0，因此執行isOnSyncQueue()方法會返回false。跳出while循環。

接着執行acquireQueued()方法，這裏以前也有講過，嘗試從新獲取鎖，若是獲取鎖失敗繼續會被掛起。直到另外線程釋放鎖才被喚醒。

final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
    boolean failed = true;
    try {
        boolean interrupted = false;
        for (;;) {
            final Node p = node.predecessor();
            if (p == head && tryAcquire(arg)) {
                setHead(node);
                p.next = null; // help GC
                failed = false;
                return interrupted;
            }
            if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                parkAndCheckInterrupt())
                interrupted = true;
        }
    } finally {
        if (failed)
            cancelAcquire(node);
    }
}
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此時線程一的流程都已經分析完了，等線程二釋放鎖後，線程一會繼續重試獲取鎖，流程到此終結。

Condition總結

咱們總結下Condition和wait/notify的比較：

  • Condition能夠精準的對多個不一樣條件進行控制，wait/notify只能和synchronized關鍵字一塊兒使用，而且只能喚醒一個或者所有的等待隊列；

  • Condition須要使用Lock進行控制，使用的時候要注意lock()後及時的unlock()，Condition有相似於await的機制，所以不會產生加鎖方式而產生的死鎖出現，同時底層實現的是park/unpark的機制，所以也不會產生先喚醒再掛起的死鎖，一句話就是不會產生死鎖，可是wait/notify會產生先喚醒再掛起的死鎖。

總結

這裏用了一步一圖的方式結合三個線程依次加鎖/釋放鎖來展現了ReentrantLock的實現方式和實現原理，而ReentrantLock底層就是基於AQS實現的，因此咱們也對AQS有了深入的理解。

另外還介紹了公平鎖與非公平鎖的實現原理，Condition的實現原理，基本上都是使用源碼+繪圖的講解方式，儘可能讓你們更容易去理解。

參考資料：

  1. 打通 Java 任督二脈 —— 併發數據結構的基石 juejin.cn/post/684490…
  2. Java併發之AQS詳解https://www.cnblogs.com/waterystone/p/4920797.html
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