Java并发编程的艺术之同步队列

蔚落 2022-10-19 00:46 210阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  1 问题背景
 *  2 简介
 *  3 工作原理

# 1 问题背景 #

> 前面总结了[Java并发编程之队列同步器][Java]，接下来了解一下同步器中维护同步状态的同步队列

> 笔记来自《Java并发编程的艺术》读后感

# 2 简介 #

> 同步器依赖内部维护的一个同步队列（一个FIFO的队列）来完成同步状态的管理。

# 3 工作原理 #

> 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信息构成一个节点（Node）并将节点加入到同步队列中，同时阻塞当前线程。当同步状态释放时，会唤醒同步队列的首节点中的线程，使其尝试获取同步状态。**同步队列的基础结构如下图所示**：

![同步队列基础结构][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwNjM0ODQ2_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

> 如上图所示，同步器里面有2个节点类型的引用，一个是指向同步队列的头节点，一个指向同步队列的尾节点。当一个线程成功获取到了同步状态（或者锁），其他线程则将被构建成节点加入到同步队列中，因此加入队列的过程必须保证线程安全。因此同步器提供了一个基于CAS的方法插入节点到同步队列尾部，该方法是`compareAndSetTail(Node expect, Node update)`，第一个参数为成功获取到同步状态的线程所认为是队尾的节点，第二个参数是待加入到同步队列中的节点（获取同步状态失败的线程的节点）。**节点加入同步队列如下图**所示：

![节点加入同步队列][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwNjM0ODQ2_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

> 同步队列遵循FIFO原则。首节点是获取同步状态成功的节点，首节点的现场在释放同步状态的同时会唤醒后继节点，如果后继节点获取同步状态成功时将自己设置为首节点，该**设置头节点的过程** 如下：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwNjM0ODQ2_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

> 如上所示，由于只有一个节点能成功获取到同步状态，因此`setHead(Node update)`不需要使用CAS保证。

[Java]: https://blog.csdn.net/qq_40634846/article/details/118571822
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