摘要:原理全稱,當線程去獲取資源的時候,會根據狀態值來判斷是否有鎖,如果有鎖,則加入到鏈表,鏈表里的線程,通過自旋,判斷資源是否已經釋放,如果釋放,則獲取資源。
原理
全稱AbstractQueuedSynchronizer,當線程去獲取資源的時候,會根據狀態值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,判斷資源是否已經釋放,如果釋放,則獲取資源。
AQS結構volatile Node head:阻塞的頭節點
volatile Node tail:阻塞的尾節點,新的阻塞節點加到最后
volatile int state:鎖的狀態,0說明未占用,大于等于1說明已占用
Thread exclusiveOwnerThread:占用鎖的當前線程
node:雙向鏈表的節點信息Node EXCLUSIVE:獨占模式
volatile Thread thread:當前線程
volatile Node prev:前置節點
volatile Node next:后置節點
volatile int waitStatus:狀態字段,-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))//如果狀態是0,則設置為1 setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());//設置占用鎖為當前的線程 else acquire(1);//資源被占用 }acquire
鎖被占用后,再嘗試獲取,獲取不到,進入阻塞隊列
public final void acquire(int arg) { if (!tryAcquire(arg) && acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)) selfInterrupt(); }tryAcquire:
調用的是Sync的nonfairTryAcquire方法。
final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) { final Thread current = Thread.currentThread();//獲取當前線程 int c = getState();//獲取當前狀態 if (c == 0) { if (compareAndSetState(0, acquires)) { setExclusiveOwnerThread(current); return true; } } else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {//為當前線程,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;//獲取尾節點 if (pred != null) { node.prev = pred;//當前節點的前置節點為獲取到的尾節點 if (compareAndSetTail(pred, node)) {//設置當前節點為尾節點 pred.next = node;//如果cas操作成功,設置雙向鏈表 return node; } } enq(node); return node; }enq
通過自旋的方式,加入到尾節點
private Node enq(final Node node) { for (;;) { Node t = tail;//獲取尾節點 if (t == null) { // 如果尾節點為空,初始化頭節點和尾節點,地址為同一個 if (compareAndSetHead(new Node())) tail = head; } else { node.prev = t; if (compareAndSetTail(t, node)) {//加入尾節點 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();//獲取前置節點 if (p == head && tryAcquire(arg)) {//如果前置節點是head,并且獲取到了鎖 setHead(node);//把當前節點設置到head上面 p.next = null; // help GC failed = false; return interrupted; } //如果既不是隊頭,或者沒有搶過其他線程 if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) && parkAndCheckInterrupt())//如果隊頭是喚醒的狀態,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,被取消的前置節點替換當前節點的前置節點 } 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);//前置節點狀態設置為喚醒 } 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);//喚醒頭節點 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())//非當前線程拋異常 throw new IllegalMonitorStateException(); boolean free = false; if (c == 0) {//不用cas是因為僅有當前顯示有鎖 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);//如果頭節點當前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; //喚醒下一個節點,如果第一個為空,從尾部遍歷上去,獲取最前面的waitStatus 小于0的節點 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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