AbstractQueuedSynchronizer同步队列与Condition等待队列协同机制

之前对AbstractQueuedSynchronizer（AQS）同步队列与Condition等待队列的功能一直不是很清晰，没太清楚地区分开二者的区别和联系，最近研究了一下分享出来。

1.同步队列和等待队列简述

AQS维护的队列是当前等待资源的队列。当前线程获取同步状态失败时，同步器会将当前线程以及等待状态等信息构造成为一个节点并将其加入同步队列，同时会阻塞当前线程，当同步状态释放时，会把首节点中的线程唤醒，使其再次尝试获取同步状态。

每个Condition维护着一个队列，该队列的作用是维护一个等待singal信号的队列。

    //AQS中的Node属性
    static final class Node {
        ...
        volatile int waitStatus;//等待状态
        volatile Node prev;//前驱节点
        volatile Node next;//后驱节点
        volatile Thread thread;//获取同步状态的线程，当前执行线程
        Node nextWaiter;//等待队列中的后继节点
        ...
    }

从上述Node结构可以看出，其实同步队列和等待队列使用的是同一个Node类型AbstractQueuedSynchronizer.Node。

2.同步队列和等待队列区别与协同机制

从简述中我们可知，同步队列和等待队列的作用是不同的。最重要的区别是：每个线程只能存在于同步队列或等待队列中的一个。

下面我们举一个具体的例子来说明同步队列和等待队列之间的区别与协同工作：

1. 同步队列的初始状态为下图，同步队列中包含线程A(节点A)和线程B(节点B)，线程调用reentrantLock.lock()时，线程被加入到AQS同步队列中
   
   
   
2. 线程A(节点A)调用condition.await()方法时，线程A(节点A)从AQS同步队列中被移除，对应操作是锁的释放； 线程A(节点A)接着被加入到Condition等待队列，因为线程需要singal信号。
3. 线程B(节点B)由于线程A(节点A)释放锁被唤醒，判断成为同步队列头结点且同步状态为0可以获取锁；线程B(节点B)获取锁。
   
   
   
4. 线程B(节点B)调用singal()方法，Condition等待队列中有一个节点A，把它取出来加入到AQS同步队列中。这时候线程A(节点A)并没有被唤醒。
   
   
   
5. 线程B(节点B)singal方法执行完毕，调用reentrantLock.unLock()方法释放锁。线程A(节点A)成为AQS首节点并且同步状态可获取，线程A(节点A)被唤醒，继续执行。
6. AQS从头到尾顺序唤醒线程，直到等待队列中的线程被执行完毕结束。

只有发送singal信号的线程调用reentrantLock.unLock()后，因为它已经被加入到AQS同步队列并且成为同步队列头结点，所以线程才会被唤醒。

参考：

• 特别感谢《Java并发编程的艺术》
• http://ifeve.com/understand-condition/