JAva同時プログラミング--AbstractQueuedSynchronizer条件ロック分析(四)

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前のJ.U.Cのロックの取得と解放のプロセスは、主にA.Q.Sで1つの待ち行列を維持することによって実現された.その中でも、A.Q.Sには1つの待ち行列のほかに、複数のConditionキュー(Conditionキューの数はConditionObjectオブジェクトの数に決まる)があり、Conditionキューを理解する前に、Conditionがどうなっているかを見てみよう.
The synchronizer framework provides a ConditionObject class for use by synchronizers that maintain exclusive synchronization and conform to the Lock interface. Any number of condition objects may be attached to a lock object, providing classic monitor-style await, signal, and signalAll operations, including those with timeouts, along with some inspection and monitoring methods.
上記の内容はDoug LeaのAQS論文から抜粋したもので、上記の言葉から分かるように、Conditionは主にJ.U.Cフレームワークの中でJavaの伝統的なモニタスタイルのwait、notify、notifyAllの方法と似た機能を提供するために、まずこの3つの方法の役割を説明します.
Object.wait()メソッド:現在のスレッドをObject上のモニタを解放する、別のスレッドがObjectを呼び出すまで保留する.notify()メソッドまたはObject.notifyAll()メソッドは現在のスレッドを起動し、起動するとObject.wait()メソッドはモニタを再取得しようとし、正常に取得した後、実行を続行します.注意wait()メソッドは、現在のスレッドがObjectのモニタを持っている場合にのみ呼び出すことができます.そうしないと、例外が放出されます.
Object.notify()メソッド:他の呼び出しObjectを起動するために使用する.wait()メソッドのスレッドは、複数ある場合にObjectを呼び出す.wait()メソッドでは、1つのスレッドをnotify()に除去し、どちらを選択するかが実装に関連し、現在のスレッドがObjectを呼び出している.notify()メソッドは後でObjectのモニタを解放し、wait()メソッドと同様にObject.notify()メソッドは、現在のスレッドがObjectのモニタのみである場合にのみ呼び出すことができます.そうしないと、例外が放出されます.
Object.notifyAll()メソッド:すべての呼び出しObjectを起動します.wait()メソッドのスレッドで、複数のスレッドがObjectを呼び出す場合.wait()メソッドは、これらのスレッド間の競合を引き起こし、最後にObjectのモニタを取得することに成功した人は、現在のスレッドがObjectを呼び出している具体的な実装に関連する.notifyAll()メソッドは後でObjectのモニタを解放し、wait()メソッドと同様にObject.notifyAll()メソッドは、現在のスレッドがObjectのモニタのみである場合にのみ呼び出されます.そうしないと、例外が放出されます.
ではConditionはwait,notify,notifyAllメソッドの機能をどのように実現するのでしょうか.次に、
Conditionではwait,notify,notifyAllメソッドがそれぞれawait,signal,signalAllメソッドに対応しており,もちろんConditionもタイムアウトして中断できないawait()メソッドを提供しているが,主にawait,notify,notifyAllの実現を見て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)
        unlinkCancelledWaiters();
    if (interruptMode != 0)
        reportInterruptAfterWait(interruptMode);
}

 
 
await全体のプロセスは次のとおりです.
2行目で、現在のスレッドが中断された場合、中断異常が放出されます.
4行目でノードをConditionキューに追加します.ここでlastWaiterがcancel状態であれば、Conditionキューから蹴り出します.
5行目でtryReleaseを呼び出し、現在のスレッドのロックを解放する.
7行目において、ノードが待ち行列にいるか否かを判断し(signal操作により、ノードがConditionキューから取り出して待ち行列に入れる)、待ち行列にいなければパーク現在のスレッド、いなければループを終了し、このとき中断するとループを終了する.
12行目では、この時点でスレッドはsignal()またはsignalAll()操作で起動され、4のwhileループを終了し、再びロックを取得し、acquireQueuedメソッドを呼び出すことを試みた.
このawaitの操作過程とObjectが見えます.wait()メソッドは同じですが、await()はConditionキュー方式でObjectを実現しています.wait()の機能.

SignalおよびsignalAllメソッド:

awaitメソッドの実装を理解すると、signalメソッドとsignalAllメソッドの実装は比較的簡単になります.まずsignalメソッドを見てみましょう.
 

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

ここでは、現在のスレッドがロックを持っているかどうかを判断し、持っていない場合は異常を投げ出し、conditionキュー全体が空であるかどうかを判断し、空でない場合はdoSignalメソッドを呼び出してスレッドを起動し、doSignalメソッドが何をしているかを見てみましょう.
 

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

 
このwhileループの役割は、firstWaiterをConditionキューの後ろに移動し、firstを起動し、whileループのtranferforSignalを見てみましょう.

final boolean transferForSignal(Node node) {
    /*
     * If cannot change waitStatus, the node has been cancelled.
     */
    if (!compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0))
        return false;
 
    /*
     * Splice onto queue and try to set waitStatus of predecessor to
     * indicate that thread is (probably) waiting. If cancelled or
     * attempt to set waitStatus fails, wake up to resync (in which
     * case the waitStatus can be transiently and harmlessly wrong).
     */
    Node p = enq(node);
    int c = p.waitStatus;
    if (c > 0 || !compareAndSetWaitStatus(p, c, Node.SIGNAL))
        LockSupport.unpark(node.thread);
    return true;
}

 
このコードの役割は、ノードのwaitStatusを0に変更し、ノードを待機キューに挿入し、ノードを起動することです.
SignalAllはsignalメソッドと似ていますが、主な違いはdoSignalメソッドではなくdoSignalAllメソッドを呼び出すことです.

private void doSignalAll(Node first) {
    lastWaiter = firstWaiter  = null;
    do {
        Node next = first.nextWaiter;
        first.nextWaiter = null;
        transferForSignal(first);
        first = next;
    } while (first != null);
}

この方法は,Conditionキュー内のすべてのノードを取り出して待機キューに挿入することに相当する.
 
注:
1.Conditionを実行する.await()メソッドの一般的な方法は、ロックされた現在のスレッドを取得することであり、このスレッドは待機キューにないはずです.
2.Conditionを実行する.await()メソッドの後、addConditionWaiter()メソッドは、まず現在のスレッドをNodeノードにパッケージした後、待機キューに追加します.待ち行列のheadを最初に後ろに移動するのではなく、
3.待機キューが空でなければ、一般的にheadノードはダミーを指し、head->nextこそ本当にブロックされたスレッドである.
 
 
転載先:http://www.goldendoc.org/2011/06/juc_condition/Java同時プログラミングJ.U.CのCondition