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AbstractQueuedSynchronizer內部類Node使用講解

 更新時間:2023年07月23日 12:41:31   作者:今夜有點兒涼  
這篇文章主要為大家介紹了AbstractQueuedSynchronizer內部類Node使用講解,有需要的朋友可以借鑒參考下,希望能夠有所幫助,祝大家多多進步,早日升職加薪

Node類源碼

以下是Node類源碼,同時附上了代碼解釋:

static final class Node {
    /** 用于表示節(jié)點正在以共享模式等待的標記 */
    static final Node SHARED = new Node();
    /** 用于表示節(jié)點正在以獨占模式等待的標記 */
    static final Node EXCLUSIVE = null;
    /** waitStatus的值,表示線程已被取消 */
    static final int CANCELLED = 1;
    /** waitStatus的值,表示后繼節(jié)點的線程需要被喚醒 */
    static final int SIGNAL = -1;
    /** waitStatus的值,表示線程正在等待條件 */
    static final int CONDITION = -2;
    /**
     * waitStatus的值,表示下一個acquireShared操作應該無條件地傳播
     */
    static final int PROPAGATE = -3;
    /**
     * 狀態(tài)字段,只有以下幾個取值:
     *   SIGNAL: 后繼節(jié)點的線程被阻塞(通過park方法),因此當前節(jié)點在釋放或取消時必須喚醒其后繼節(jié)點。
     *           為了避免競爭條件,acquire方法必須首先表明它們需要一個信號,然后重試原子性的acquire操作,
     *           失敗后再阻塞。
     *   CANCELLED: 由于超時或中斷,該節(jié)點被取消。節(jié)點一旦進入這個狀態(tài)就不會再離開。
     *              特別地,被取消的線程不會再次阻塞。
     *   CONDITION: 該節(jié)點當前在條件隊列中。在轉移時,它將不再用作同步隊列節(jié)點,
     *              此時狀態(tài)將被設置為0。(在這里使用該值與字段的其他用途無關,但簡化了機制。)
     *   PROPAGATE: 需要將releaseShared操作傳播到其他節(jié)點。這個值(僅用于頭節(jié)點)在doReleaseShared中設置,
     *              以確保傳播繼續(xù),即使在此期間有其他操作進行。
     *   0: 無上述狀態(tài)
     * 
     * 這些值按照數(shù)值順序排列,以簡化使用。非負值表示節(jié)點不需要發(fā)出信號。
     * 因此,大多數(shù)代碼不需要檢查特定的值,只需要檢查符號即可。
     * 
     * 對于普通的同步節(jié)點,該字段初始化為0;對于條件節(jié)點,初始化為CONDITION。
     * 該字段使用CAS(或在可能的情況下,無條件的volatile寫操作)進行修改。
     */
    volatile int waitStatus;
    /**
     * 前驅節(jié)點的鏈接,當前節(jié)點/線程依賴于它來檢查waitStatus。
     * 在入隊時分配,并在出隊時置空(為了進行垃圾回收)。
     * 當前驅節(jié)點被取消時,我們會快速找到一個非取消的前驅節(jié)點,
     * 因為頭節(jié)點永遠不會被取消:只有成功獲取鎖的結果才會成為頭節(jié)點。
     * 取消的線程永遠不會成功獲取鎖,而且只有線程自己可以取消,而不是其他節(jié)點。
     */
    volatile Node prev;
    /**
     * 后繼節(jié)點的鏈接,在釋放時當前節(jié)點/線程將其喚醒。
     * 在入隊時進行調整以跳過已取消的前驅節(jié)點,并在出隊時置空(為了進行垃圾回收)。
     * 在enq操作中,直到附加之后才給前驅節(jié)點的next字段賦值,
     * 因此看到一個空的next字段并不一定意味著節(jié)點在隊列末尾。
     * 但是,如果next字段看起來為空,我們可以從尾部向前掃描prev節(jié)點來進行雙重檢查。
     * 取消的節(jié)點的next字段被設置為指向節(jié)點自身,而不是null,
     * 這樣可以簡化isOnSyncQueue方法的實現(xiàn)。
     */
    volatile Node next;
    /**
     * 入隊該節(jié)點的線程。在構造時初始化,并在使用后置空。
     */
    volatile Thread thread;
    /**
     * 鏈接到下一個在條件上等待的節(jié)點,或者特殊值SHARED。
     * 因為條件隊列只有在持有獨占模式時才會訪問,
     * 所以我們只需要一個簡單的鏈式隊列來保存節(jié)點,
     * 而它們在等待條件時會被轉移到同步隊列中以重新獲取鎖。
     * 由于條件只能是獨占的,所以我們通過使用特殊值來表示共享模式來節(jié)省一個字段。
     */
    Node nextWaiter;
    /**
     * 如果節(jié)點在共享模式下等待,則返回true。
     */
    final boolean isShared() {
        return nextWaiter == SHARED;
    }
    /**
     * 返回前驅節(jié)點,如果前驅節(jié)點為null,則拋出NullPointerException異常。
     * 當無法為null時使用,可以省略空檢查,但為了幫助虛擬機,這里進行了空檢查。
     *
     * @return 當前節(jié)點的前驅節(jié)點
     */
    final Node predecessor() throws NullPointerException {
        Node p = prev;
        if (p == null)
            throw new NullPointerException();
        else
            return p;
    }
    Node() {    // 用于建立初始頭節(jié)點或SHARED標記
    }
    Node(Thread thread, Node mode) {     // 由addWaiter方法使用
        this.nextWaiter = mode;
        this.thread = thread;
    }
    Node(Thread thread, int waitStatus) { // 由Condition使用
        this.waitStatus = waitStatus;
        this.thread = thread;
    }
}

這段代碼定義了一個內部類Node,用于構建同步隊列或條件隊列等數(shù)據(jù)結構。

代碼解釋

  • Node類有一些靜態(tài)常量,如SHAREDEXCLUSIVE,它們分別表示共享模式和獨占模式的節(jié)點。這些常量用于區(qū)分不同類型的節(jié)點。
  • Node類有一個waitStatus字段,用于表示節(jié)點的等待狀態(tài)。具體的狀態(tài)值有CANCELLED、SIGNALCONDITION、PROPAGATE和0,分別表示節(jié)點被取消、后繼節(jié)點需要喚醒、節(jié)點在條件隊列中等待、需要傳播信號以及無特殊狀態(tài)。這些狀態(tài)用于控制線程的等待和喚醒。
  • Node類有一個prev字段和一個next字段,分別表示前驅節(jié)點和后繼節(jié)點。這些字段用于構建隊列結構,并且在節(jié)點入隊和出隊時進行相應的調整。
  • Node類有一個thread字段,表示當前節(jié)點對應的線程。
  • Node類有一個nextWaiter字段,用于在條件隊列中表示下一個等待的節(jié)點,或者用SHARED特殊值表示共享模式。
  • isShared()方法返回一個布爾值,表示節(jié)點是否在共享模式下等待。
  • predecessor()方法返回前驅節(jié)點,如果前驅節(jié)點為null,則拋出NullPointerException異常。
  • Node類有多個構造函數(shù),用于創(chuàng)建不同類型的節(jié)點。其中,一個構造函數(shù)用于addWaiter方法,另一個構造函數(shù)用于Condition。

總結

這段代碼實現(xiàn)了一個用于同步隊列或條件隊列的節(jié)點數(shù)據(jù)結構,用于管理等待線程的狀態(tài)和關系。通過這些節(jié)點,可以實現(xiàn)線程的等待和喚醒機制。

以上就是AbstractQueuedSynchronizer內部類Node使用講解的詳細內容,更多關于AbstractQueuedSynchronizer內部類Node的資料請關注腳本之家其它相關文章!

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