java wait 和notify實現源碼

先介紹2個對象：

1. ObjectMonitor  對象 主要用來監視創立的Object 

在synchronizer.cpp 裏定義了，ObjectMonitor 的對象，我們來看ObjectMonitor的對象的結構體

ObjectMonitor::ObjectMonitor() {
  _header       = NULL;
  _count        = 0;
  _waiters      = 0,
  _recursions   = 0;
  _object       = NULL;
  _owner        = NULL;
  _WaitSet      = NULL;
  _WaitSetLock  = 0 ;
  _Responsible  = NULL ;
  _succ         = NULL ;
  _cxq          = NULL ;
  FreeNext      = NULL ;
  _EntryList    = NULL ;
  _SpinFreq     = 0 ;
  _SpinClock    = 0 ;
  OwnerIsThread = 0 ;
}

每個object的對象裏 markOop->monitor() 裏可以保存ObjectMonitor的對象。

 

建立ObjectMonitor的算法：

如果不存在，可以向Thread 的ObjectMonitor 的對象列表中Allocate free objectMonitor 對象。 

每個線程都有ObjectMonitor 的free和used的objectMonitor對象列表,如果沒有free objectMonitor對象列表，將向global 中ListLock Allocate爲了提高效率。

 

2.  ObjectWaiter 對象

 

 ObjectWaiter 對象

class ObjectWaiter : public StackObj {
 public:
  enum TStates { TS_UNDEF, TS_READY, TS_RUN, TS_WAIT, TS_ENTER, TS_CXQ } ;
  enum Sorted  { PREPEND, APPEND, SORTED } ;
  ObjectWaiter * volatile _next;
  ObjectWaiter * volatile _prev;
  Thread*       _thread;
  ParkEvent *   _event;
  volatile int  _notified ;
  volatile TStates TState ;
  Sorted        _Sorted ;           // List placement disposition
  bool          _active ;           // Contention monitoring is enabled
 public:
  ObjectWaiter(Thread* thread) {
    _next     = NULL;
    _prev     = NULL;
    _notified = 0;
    TState    = TS_RUN ;
    _thread   = thread;
    _event    = thread->_ParkEvent ;
    _active   = false;
    assert (_event != NULL, "invariant") ;
  }
  void wait_reenter_begin(ObjectMonitor *mon) {
    JavaThread *jt = (JavaThread *)this->_thread;
    _active = JavaThreadBlockedOnMonitorEnterState::wait_reenter_begin(jt, mon);
  }
  void wait_reenter_end(ObjectMonitor *mon) {
    JavaThread *jt = (JavaThread *)this->_thread;
    JavaThreadBlockedOnMonitorEnterState::wait_reenter_end(jt, _active);
  }
};

 

ObjectWaiter 對象裏存放thread(線程對象) 和 ParkEvent（線程的unpark）, 每一個等待鎖的線程都會有一個ObjectWaiter對象.

而objectwaiter是個雙向鏈表結構的對象。

 

我們可以看到在ObjectMonitor對象裏有2個隊列成員_WaitSet 和 _EntryList 存放的就是ObjectWaiter

 

_WaitSet：

主要存放所有wait的線程的對象，也就是說如果有線程處於wait狀態，將被掛入這個隊列

 

_EntryList：

所有在等待獲取鎖的線程的對象，也就是說如果有線程處於等待獲取鎖的狀態的時候，將被掛入這個隊列。

 

Wait 方法實現：

 

ObjectSynchronizer::wait方法

通過object的對象中找到ObjectMonitor對象

調用方法 

void ObjectMonitor::wait(jlong millis, bool interruptible, TRAPS)

 

通過ObjectMonitor::AddWaiter調用把新建立的ObjectWaiter對象放入到 _WaitSet 的隊列的末尾中

然後在ObjectMonitor::exit釋放鎖，接着 thread_ParkEvent->park  也就是wait

 

 

Notify方法的實現：

 

ObjectSynchronizer::notify方法

 

調用ObjectSynchronizer::inflate

object的對象中找到ObjectMonitor對象 

 

然後調用方法ObjectMonitor::notify

 

調用ObjectMonitor::DequeueWaiter 摘除第一個ObjectWaiter對象從_WaitSet 的隊列中

並把這個ObjectWaiter對象放入_EntryList中,_EntryList 存放的是ObjectWaiter的對象列表，列表的大小就是那些所有在等待這個對象鎖的線程數。

注意這裏並沒有調用ObjectMonitor::exit釋放鎖

 

NotifyALL和Notify 的區別就是

 

通過遍歷調用ObjectMonitor::DequeueWaiter，把所有的_WaitSet的隊列中的ObjectWaiter對象放入到_EntryList中

 

關於放入到_EntryList的策略大概有4中Policy，其中還涉及到一個_cxq的隊列，先不具體介紹了

 

notify, 和notifyAll 都沒有釋放對象的鎖，而是在Synchronizer同步塊結束的時候釋放

 

如何釋放鎖

調用ObjectMonitor::exit

從_EntryList裏找到一個ObjectWaiter，因爲ObjectWaiter裏有線程的_event ParkEvent，調用unpark() 通知ObjectWaite裏的線程運行（拿到鎖），具體實現在ObjectMonitor::ExitEpilog方法裏