JUC_AQS

落日映苍穹つ 2023-02-14 06:58 66阅读 0赞

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# 概述 #

AQS(AbstractQueuedSynchronizer)，所谓的AQS即是抽象的队列式的同步器，内部定义了很多锁相关的方法，我们熟知的ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock、CountDownLatch、Semaphore等都是基于AQS来实现的。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70]

# 实现原理 #

*  `volatile int state`资源状态。当`state=1`则代表当前对象锁已经被占有，其他线程来加锁时则会失败，加锁失败的线程会被放入一个等待队列中，比列会被`UNSAFE.park()`操作挂起，等待其他获取锁的线程释放锁才能够被唤醒。`state`的操作都是通过`CAS`来保证其并发修改的安全性。
 *  线程等待队列，多线程争用资源被阻塞时会进入此队列  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

# 场景分析 #

三个线程(线程一、线程二、线程三)同时来加锁/释放锁

## 线程一加锁成功 ##

如果同时有三个线程并发抢占锁，此时线程一抢占锁成功，线程二和线程三抢占锁失败，具体执行流程如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
此时AQS内部数据为：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

## 线程二、线程三加锁失败： ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
等待队列中的节点Node是一个双向链表，这里`SIGNAL`是`Node`中`waitStatus`属性，`Node`中还有一个`nextWaiter`属性，这个并未在图中画出来，这个到后面`Condition`会具体讲解的。

抢占锁代码实现：`java.util.concurrent.locks.ReentrantLock .NonfairSync:`

//这里使用的ReentrantLock非公平锁
    static final class NonfairSync extends Sync {
        
        
        final void lock() {
        
        	//线程进来直接利用CAS尝试抢占锁，如果抢占成功state值回被改为1，
            if (compareAndSetState(0, 1))
            	//且设置对象独占锁线程为当前线程
                setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
            else
                acquire(1);
        }
    
        protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
        
            return nonfairTryAcquire(acquires);
        }
    }

protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) {
        
        return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update);
    }
    
    protected final void setExclusiveOwnerThread(Thread thread) {
        
        exclusiveOwnerThread = thread;
    }

## 线程二抢占锁失败 ##

线程一抢占锁成功后，state变为1，线程二通过CAS修改state变量必然会失败。此时AQS中FIFO(First In First Out 先进先出)队列中数据如图所示：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
线程二执行的逻辑一步步拆解来看：  
`java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquire()`:

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

`tryAcquire()`的具体实现：`java.util.concurrent.locks.ReentrantLock .nonfairTryAcquire()`:

final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
        
        final Thread current = Thread.currentThread();
        //nonfairTryAcquire()方法中首先会获取state的值
        int c = getState();
        //如果state为0，则执行CAS操作，尝试更新state值为1，如果更新成功则代表当前线程加锁成功。
        if (c == 0) {
        
            if (compareAndSetState(0, acquires)) {
        
                setExclusiveOwnerThread(current);
                return true;
            }
        }
        //如果不为0则说明当前对象的锁已经被其他线程所占有，
        //接着判断占有锁的线程是否为当前线程，
        //如果是则累加state值，这就是可重入锁的具体实现，累加state值，
        //释放锁的时候也要依次递减state值。
        else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
        
            int nextc = c + acquires;
            if (nextc < 0)
                throw new Error("Maximum lock count exceeded");
            setState(nextc);
            return true;
        }
        return false;
    }

以线程二为例，因为线程一已经将`state`修改为1，所以线程二通过`CAS`修改`state`的值不会成功。加锁失败。

线程二执行`tryAcquire()`后会返回false，接着执行`addWaiter(Node.EXCLUSIVE)`逻辑，将自己加入到一个`FIFO`等待队列中，代码实现如下：

`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;
    }

这段代码首先会创建一个和当前线程绑定的Node节点，Node为双向链表。此时等待对内中的tail指针为空，直接调用enq(node)方法将当前线程加入等待队列尾部：

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;
                }
            }
        }
    }

第一遍循环时`tail`指针为空，进入`if`逻辑，使用`CAS`操作设置`head`指针，将`head`指向一个新创建的`Node`节点。此时AQS中数据：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]  
执行完成之后，`head`、`tail`、`t`都指向第一个`Node`元素。

接着执行第二遍循环，进入`else`逻辑，此时已经有了`head`节点，这里要操作的就是将线程二对应的Node节点挂到head节点后面。此时队列中就有了两个`Node`节点：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]  
`addWaiter()`方法执行完后，会返回当前线程创建的节点信息。继续往后执行`acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)`逻辑，此时传入的参数为线程二对应的Node节点信息：

`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();
    }

`acquireQueued()`这个方法会先判断当前传入的`Node`对应的前置节点是否为`head`，如果是则尝试加锁。加锁成功过则将当前节点设置为`head`节点，然后空置之前的`head`节点，方便后续被垃圾回收掉。

如果加锁失败或者`Node`的前置节点不是head节点，就会通过`shouldParkAfterFailedAcquire`方法 将`head`节点的`waitStatus`变为了`SIGNAL=-1`，最后执行`parkAndChecknIterrupt`方法，调用`LockSupport.park()`挂起当前线程。

此时AQS中的数据如下图：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]  
此时线程二就静静的待在AQS的等待队列里面了，等着其他线程释放锁来唤醒它。

## 线程三抢占锁失败 ##

看完了线程二抢占锁失败的分析，那么再来分析线程三抢占锁失败就很简单了，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;
    }

此时等待队列的`tail`节点指向线程二，进入`if`逻辑后，通过`CAS`指令将`tail`节点重新指向线程三。接着线程三调用`enq()`方法执行入队操作，和上面线程二执行方式是一致的，入队后会修改线程二对应的`Node`中的`waitStatus=SIGNAL`。最后线程三也会被挂起。此时等待队列的数据如图：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]

## 线程一释放锁 ##

现在来分析下释放锁的过程，首先是线程一释放锁，释放锁后会唤醒`head`节点的后置节点，也就是现在的线程二，具体操作流程如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]  
执行完后等待队列数据如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]  
此时线程二已经被唤醒，继续尝试获取锁，如果获取锁失败，则会继续被挂起。如果获取锁成功，则AQS中数据如图：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]  
先看看线程一释放锁的代码：

`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;
    }

这里首先会执行`tryRelease()`方法，这个方法具体实现在`ReentrantLock`中，如果`tryRelease`执行成功，则继续判断`head`节点的`waitStatus`是否为0，前面我们已经看到过，`head`的`waitStatus`为`SIGNAL(-1)`，这里就会执行`unparkSuccessor()`方法来唤醒`head`的后置节点，也就是我们上面图中线程二对应的`Node`节点。

此时看`ReentrantLock.tryRelease()`中的具体实现：

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;
    }

执行完`ReentrantLock.tryRelease()`后，`state`被设置成0，Lock对象的独占锁被设置为null。此时看下AQS中的数据：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 13]  
此时线程二被唤醒，线程二接着之前被`park`的地方继续执行，继续执行`acquireQueued()`方法。

## 线程二唤醒继续加锁 ##

此时线程二被唤醒，继续执行for循环，判断线程二的前置节点是否为head，如果是则继续使用`tryAcquire()`方法来尝试获取锁，其实就是使用`CAS`操作来修改`state`值，如果修改成功则代表获取锁成功。接着将线程二设置为`head`节点，然后空置之前的`head`节点数据，被空置的节点数据等着被垃圾回收。

此时线程三获取锁成功，AQS中队列数据如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 14]

## 线程二释放锁/线程三加锁 ##

当线程二释放锁时，会唤醒被挂起的线程三，流程和上面大致相同，被唤醒的线程三会再次尝试加锁，具体代码可以参考上面内容。具体流程图如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 15]  
此时AQS中队列数据如图：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 16]

# 公平锁实现原理 #

上面所有的加锁场景都是基于非公平锁来实现的，非公平锁是`ReentrantLock`的默认实现，那我们接着来看一下公平锁的实现原理，这里先用一张图来解释公平锁和非公平锁的区别：  
非公平锁执行流程：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 17]  
当线程二释放锁的时候，唤醒被挂起的线程三，线程三执行`tryAcquire()`方法使用CAS操作来尝试修改`state`值，如果此时又来了一个线程四也来执行加锁操作，同样会执行`tryAcquire()`方法。

这种情况就会出现竞争，线程四如果获取锁成功，线程三仍然需要待在等待队列中被挂起。这就是所谓的非公平锁，线程三辛辛苦苦排队等到自己获取锁，却眼巴巴的看到线程四插队获取到了锁。

公平锁执行流程：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 18]  
公平锁在加锁的时候，会先判断`AQS`等待队列中是存在节点，如果存在节点则会直接入队等待，具体代码如下.

公平锁在获取锁是也是首先会执行`acquire()`方法，只不过公平锁单独实现了`tryAcquire()`方法：

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

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

这里会执行`ReentrantLock`中公平锁的`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;
        }
    }

这里会先判断`state`值，如果不为0且获取锁的线程不是当前线程，直接返回false代表获取锁失败，被加入等待队列。如果是当前线程则可重入获取锁。

如果`state=0`则代表此时没有线程持有锁，执行`hasQueuedPredecessors()`判断AQS等待队列中是否有元素存在，如果存在其他等待线程，那么自己也会加入到等待队列尾部，做到真正的先来后到，有序加锁。具体代码如下：

`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());
    }

这段代码很有意思，返回false代表队列中没有节点或者仅有一个节点是当前线程创建的节点。返回true则代表队列中存在等待节点，当前线程需要入队等待。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 19]  
先判断`head`是否等于`tail`，如果队列中只有一个`Node`节点，那么`head`会等于`tail`，接着判断`head`的后置节点，这里肯定会是`null`，如果此`Node`节点对应的线程和当前的线程是同一个线程，那么则会返回`false`，代表没有等待节点或者等待节点就是当前线程创建的Node节点。此时当前线程会尝试获取锁。

如果`head`和`tail`不相等，说明队列中有等待线程创建的节点，此时直接返回`true`，如果只有一个节点，而此节点的线程和当前线程不一致，也会返回`true`

非公平锁和公平锁的区别：非公平锁性能高于公平锁性能。非公平锁可以减少CPU唤醒线程的开销，整体的吞吐效率会高点，CPU也不必取唤醒所有线程，会减少唤起线程的数量

非公平锁性能虽然优于公平锁，但是会存在导致线程饥饿的情况。在最坏的情况下，可能存在某个线程一直获取不到锁。不过相比性能而言，饥饿问题可以暂时忽略，这可能就是ReentrantLock默认创建非公平锁的原因之一了。

# Condition实现原理 #

`Condition`是在java 1.5中才出现的，它用来替代传统的`Object`的`wait()`、`notify()`实现线程间的协作，相比使用`Object`的`wait()`、`notify()`，使用`Condition`中的`await()`、`signal()`这种方式实现线程间协作更加安全和高效。因此通常来说比较推荐使用`Condition`

其中`AbstractQueueSynchronizer`中实现了`Condition`中的方法，主要对外提供`await(Object.wait())`和`signal(Object.notify())`调用。

## demo ##

/**
     * ReentrantLock 实现源码学习
     * @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("线程一加锁成功");
                    System.out.println("线程一执行await被挂起");
                    condition.await();
                    System.out.println("线程一被唤醒成功");
                } catch (Exception e) {
        
                    e.printStackTrace();
                } finally {
        
                    lock.unlock();
                    System.out.println("线程一释放锁成功");
                }
            }).start();
    
            new Thread(() -> {
        
                lock.lock();
                try {
        
                    System.out.println("线程二加锁成功");
                    condition.signal();
                    System.out.println("线程二唤醒线程一");
                } finally {
        
                    lock.unlock();
                    System.out.println("线程二释放锁成功");
                }
            }).start();
        }
    }

执行的流程如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 20]  
线程一执行`await()`方法：

先看下具体的代码实现，`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);
    }

`await()`方法中首先调用`addConditionWaiter()`将当前线程加入到`Condition`队列中。

执行完后我们可以看下Condition队列中的数据：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 21]

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;
    }

这里会用当前线程创建一个`Node`节点，`waitStatus`为`CONDITION`。接着会释放该节点的锁，调用之前解析过的`release()`方法，释放锁后此时会唤醒被挂起的线程二，线程二会继续尝试获取锁。

接着调用`isOnSyncQueue()`方法判断当前节点是否为`Condition`队列中的头部节点，如果是则调用`LockSupport.park(this)`挂起`Condition`中当前线程。此时线程一被挂起，线程二获取锁成功。

具体流程如下图：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 22]  
线程二执行`signal()`方法：

首先我们考虑下线程二已经获取到锁，此时AQS等待队列中已经没有了数据。

接着就来看看线程二唤醒线程一的具体执行流程：

public final void signal() {
        
        if (!isHeldExclusively())
            throw new IllegalMonitorStateException();
        Node first = firstWaiter;
        if (first != null)
            doSignal(first);
    }

先判断当前线程是否为获取锁的线程，如果不是则直接抛出异常。接着调用`doSignal()`方法来唤醒线程。

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;
                }
            }
        }
    }

这里先从`transferForSignal()`方法来看，通过上面的分析我们知道`Condition`队列中只有线程一创建的一个`Node`节点，且`waitStatus`为`CONDITION`，先通过`CAS`修改当前节点`waitStatus`为0，然后执行`enq()`方法将当前线程加入到等待队列中，并返回当前线程的前置节点。

加入等待队列的代码在上面也已经分析过，此时等待队列中数据如下图：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 23]  
接着开始通过`CAS`修改当前节点的前置节点`waitStatus`为`SIGNAL`，并且唤醒当前线程。此时`AQS`中等待队列数据为：、  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 24]  
线程一被唤醒后，继续执行await()方法中的 while 循环。

因为此时线程一的`waitStatus`已经被修改为0，所以执行`isOnSyncQueue()`方法会返回`false`。跳出`while`循环。

接着执行`acquireQueued()`方法，这里之前也有讲过，尝试重新获取锁，如果获取锁失败继续会被挂起。直到另外线程释放锁才被唤醒。

此时线程一的流程都已经分析完了，等线程二释放锁后，线程一会继续重试获取锁，流程到此终结。

我们总结下 Condition 和 wait/notify 的比较：

*  Condition 可以精准的对多个不同条件进行控制，wait/notify 只能和 synchronized 关键字一起使用，并且只能唤醒一个或者全部的等待队列；
 *  Condition 需要使用 Lock 进行控制，使用的时候要注意 lock() 后及时的 unlock()，Condition 有类似于 await 的机制，因此不会产生加锁方式而产生的死锁出现，同时底层实现的是 park/unpark 的机制，因此也不会产生先唤醒再挂起的死锁，一句话就是不会产生死锁，但是 wait/notify 会产生先唤醒再挂起的死锁。

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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/2020060116371531.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg==,size_16,color_FFFFFF,t_70
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JUC_AQS

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