摘要:原理全稱,當(dāng)線程去獲取資源的時(shí)候,會(huì)根據(jù)狀態(tài)值來判斷是否有鎖,如果有鎖,則加入到鏈表,鏈表里的線程,通過自旋,判斷資源是否已經(jīng)釋放,如果釋放,則獲取資源。
原理
全稱AbstractQueuedSynchronizer,當(dāng)線程去獲取資源的時(shí)候,會(huì)根據(jù)狀態(tài)值state來判斷是否有鎖,如果有鎖,則加入到鏈表,鏈表里的線程,通過自旋,判斷資源是否已經(jīng)釋放,如果釋放,則獲取資源。
AQS結(jié)構(gòu)volatile Node head:阻塞的頭節(jié)點(diǎn)
volatile Node tail:阻塞的尾節(jié)點(diǎn),新的阻塞節(jié)點(diǎn)加到最后
volatile int state:鎖的狀態(tài),0說明未占用,大于等于1說明已占用
Thread exclusiveOwnerThread:占用鎖的當(dāng)前線程
node:雙向鏈表的節(jié)點(diǎn)信息Node EXCLUSIVE:獨(dú)占模式
volatile Thread thread:當(dāng)前線程
volatile Node prev:前置節(jié)點(diǎn)
volatile Node next:后置節(jié)點(diǎn)
volatile int waitStatus:狀態(tài)字段,-1:等待被喚醒,大于0,被取消
源碼分析這里以非公平鎖為例
加鎖 lock獲取鎖
final void lock() { if (compareAndSetState(0, 1))//如果狀態(tài)是0,則設(shè)置為1 setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());//設(shè)置占用鎖為當(dāng)前的線程 else acquire(1);//資源被占用 }acquire
鎖被占用后,再嘗試獲取,獲取不到,進(jìn)入阻塞隊(duì)列
public final void acquire(int arg) { if (!tryAcquire(arg) && acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)) selfInterrupt(); }tryAcquire:
調(diào)用的是Sync的nonfairTryAcquire方法。
final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) { final Thread current = Thread.currentThread();//獲取當(dāng)前線程 int c = getState();//獲取當(dāng)前狀態(tài) if (c == 0) { if (compareAndSetState(0, acquires)) { setExclusiveOwnerThread(current); return true; } } else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {//為當(dāng)前線程,重入 int nextc = c + acquires; if (nextc < 0) // overflow throw new Error("Maximum lock count exceeded"); setState(nextc); return true; } return false; }addWaiter
把線程封裝成node,加入隊(duì)列
private Node addWaiter(Node mode) { Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode); // Try the fast path of enq; backup to full enq on failure Node pred = tail;//獲取尾節(jié)點(diǎn) if (pred != null) { node.prev = pred;//當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的前置節(jié)點(diǎn)為獲取到的尾節(jié)點(diǎn) if (compareAndSetTail(pred, node)) {//設(shè)置當(dāng)前節(jié)點(diǎn)為尾節(jié)點(diǎn) pred.next = node;//如果cas操作成功,設(shè)置雙向鏈表 return node; } } enq(node); return node; }enq
通過自旋的方式,加入到尾節(jié)點(diǎn)
private Node enq(final Node node) { for (;;) { Node t = tail;//獲取尾節(jié)點(diǎn) if (t == null) { // 如果尾節(jié)點(diǎn)為空,初始化頭節(jié)點(diǎn)和尾節(jié)點(diǎn),地址為同一個(gè) if (compareAndSetHead(new Node())) tail = head; } else { node.prev = t; if (compareAndSetTail(t, node)) {//加入尾節(jié)點(diǎn) t.next = node; return t; } } } }acquireQueued
final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) { boolean failed = true; try { boolean interrupted = false; for (;;) { final Node p = node.predecessor();//獲取前置節(jié)點(diǎn) if (p == head && tryAcquire(arg)) {//如果前置節(jié)點(diǎn)是head,并且獲取到了鎖 setHead(node);//把當(dāng)前節(jié)點(diǎn)設(shè)置到head上面 p.next = null; // help GC failed = false; return interrupted; } //如果既不是隊(duì)頭,或者沒有搶過其他線程 if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) && parkAndCheckInterrupt())//如果隊(duì)頭是喚醒的狀態(tài),就用parkAndCheckInterrupt掛起 interrupted = true; } } finally { if (failed) cancelAcquire(node); } }shouldParkAfterFailedAcquire
private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) { int ws = pred.waitStatus; if (ws == Node.SIGNAL) /* * This node has already set status asking a release * to signal it, so it can safely park. */ return true;//喚醒,返回true if (ws > 0) { /* * Predecessor was cancelled. Skip over predecessors and * indicate retry. */ do { node.prev = pred = pred.prev;//如果被取消了,被取消的前置節(jié)點(diǎn)替換當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的前置節(jié)點(diǎn) } while (pred.waitStatus > 0); pred.next = node;//雙向鏈表 } else { /* * waitStatus must be 0 or PROPAGATE. Indicate that we * need a signal, but don"t park yet. Caller will need to * retry to make sure it cannot acquire before parking. */ compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);//前置節(jié)點(diǎn)狀態(tài)設(shè)置為喚醒 } return false; }喚醒 unlock
public void unlock() { sync.release(1); }release
public final boolean release(int arg) { if (tryRelease(arg)) { Node h = head; if (h != null && h.waitStatus != 0) unparkSuccessor(h);//喚醒頭節(jié)點(diǎn) return true; } return false; }tryRelease
protected final boolean tryRelease(int releases) { int c = getState() - releases;//可能重入的情況 if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())//非當(dāng)前線程拋異常 throw new IllegalMonitorStateException(); boolean free = false; if (c == 0) {//不用cas是因?yàn)閮H有當(dāng)前顯示有鎖 free = true; setExclusiveOwnerThread(null); } setState(c); return free; }
private void unparkSuccessor(Node node) { /* * If status is negative (i.e., possibly needing signal) try * to clear in anticipation of signalling. It is OK if this * fails or if status is changed by waiting thread. */ int ws = node.waitStatus; if (ws < 0) compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0);//如果頭節(jié)點(diǎn)當(dāng)前waitStatus<0, 修改為0 /* * Thread to unpark is held in successor, which is normally * just the next node. But if cancelled or apparently null, * traverse backwards from tail to find the actual * non-cancelled successor. */ Node s = node.next; //喚醒下一個(gè)節(jié)點(diǎn),如果第一個(gè)為空,從尾部遍歷上去,獲取最前面的waitStatus 小于0的節(jié)點(diǎn) if (s == null || s.waitStatus > 0) { s = null; for (Node t = tail; t != null && t != node; t = t.prev) if (t.waitStatus <= 0) s = t; } if (s != null) LockSupport.unpark(s.thread);//喚醒 }
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