009 Reentrantlock源碼 | AQS

AQS 全稱 AbstractQueuedSynchronizer奴烙,靠著開局一個int state和一個雙端FIFO的Node隊列,實現(xiàn)抽象的隊列式的同步器。AQS定義了一套多線程訪問共享資源的同步器框架爆存,許多同步類實現(xiàn)都依賴于它,如常用的ReentrantLock/Semaphore/CountDownLatch蝗砾。

Node類如下先较,

static final class Node {

    static final Node SHARED = new Node();
    static final Node EXCLUSIVE = null;
    static final int CANCELLED =  1;
    static final int SIGNAL    = -1;
    static final int CONDITION = -2;
    static final int PROPAGATE = -3;
    volatile int waitStatus;

        //隊列前后
    volatile Node prev;
    volatile Node next;

    //節(jié)點對應的線程
    volatile Thread thread;

    
    Node nextWaiter;

    final boolean isShared() {
        return nextWaiter == SHARED;
    }

    final Node predecessor() throws NullPointerException {
        Node p = prev;
        if (p == null)
            throw new NullPointerException();
        else
            return p;
    }

    Node() {    // Used to establish initial head or SHARED marker
    }

    Node(Thread thread, Node mode) {     // Used by addWaiter
        this.nextWaiter = mode;
        this.thread = thread;
    }

    Node(Thread thread, int waitStatus) { // Used by Condition
        this.waitStatus = waitStatus;
        this.thread = thread;
    }
}

對外需要重寫的方法,如果沒有重寫悼粮,使用的話闲勺,會拋異常

//獲得鎖
protected boolean tryAcquire(int arg) {
    throw new UnsupportedOperationException();
}

//釋放鎖
protected boolean tryRelease(int arg) {
    throw new UnsupportedOperationException();
}


protected int tryAcquireShared(int arg) {
    throw new UnsupportedOperationException();
}


protected boolean tryReleaseShared(int arg) {
    throw new UnsupportedOperationException();
}

//當前線程是否持有鎖
protected boolean isHeldExclusively() {
    throw new UnsupportedOperationException();
}

公開使用的方法如下,這里列出我們重點說明的

public final void acquire(int arg) {
    if (!tryAcquire(arg) &&
        acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
        selfInterrupt();
}


public final boolean release(int arg) {
    if (tryRelease(arg)) {
        Node h = head;
        if (h != null && h.waitStatus != 0)
            unparkSuccessor(h);
        return true;
    }
    return false;
}

從上述protected和public的方法扣猫,可以看到菜循,acquire方法需要調用用戶重寫的tryAcquire方法,根據(jù)tryAcquire返回值申尤,決定下一步操作癌幕,release方法同理衙耕。

我們結合Reentrantlock的實現(xiàn)來講解,

Reentrantlock | Sync

代碼如下勺远,刪除不重要的

abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {

    abstract void lock(); //定義統(tǒng)一的抽象lock方法橙喘,等待實現(xiàn)
        
       //定義非公平鎖的獲取
    final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
          //當前線程
        final Thread current = Thread.currentThread();
        int c = getState(); 
        if (c == 0) { //沒有任何鎖,非0表示鎖已經被占
            if (compareAndSetState(0, acquires)) { //CAS競爭獲得鎖
                setExclusiveOwnerThread(current); //競爭后設置鎖的持有線程
                return true;//返回
            }
        }
        else if (current == getExclusiveOwnerThread()) { //鎖的可重入設置
            int nextc = c + acquires;
            if (nextc < 0) // 
                throw new Error("Maximum lock count exceeded");
            setState(nextc); //重入次數(shù)累加
            return true;
        }
        return false;
    }
        //鎖釋放
    protected final boolean tryRelease(int releases) {
        int c = getState() - releases;  //重入次數(shù)減去
        if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread()) //當前鎖持有線程判斷
            throw new IllegalMonitorStateException();
        boolean free = false;
        if (c == 0) { //如果當前重入次數(shù)為0胶逢,鎖釋放厅瞎,返回true,表示已經釋放鎖初坠。
            free = true;
            setExclusiveOwnerThread(null); //清空持有線程
        }
        setState(c); 
        return free; //否則和簸,返回false,沒有釋放鎖
    }

    protected final boolean isHeldExclusively() {
        return getExclusiveOwnerThread() == Thread.currentThread();
    }
}

從代碼上可以看出來碟刺,sync玩的是aqs的state而已锁保,并沒有涉及到fifo隊列蓄氧,而且姆泻,上述代碼和我們自定義的可重入鎖大同小異飒赃。

Reentrantlock | NonfairSync

代碼如下,

static final class NonfairSync extends Sync {
    //實現(xiàn)Sync的lock方法
    final void lock() {
        if (compareAndSetState(0, 1)) //直接cas一下抄囚,如果獲得到鎖,說明當前沒有鎖橄务,不需阻塞
            setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread()); //設置持有線程
        else
            acquire(1); //調用aqs的acquire幔托,進而調用下面的tryAcquire
    }

    protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
        return nonfairTryAcquire(acquires); //調用nonfairTryAcquire
    }
}

Sync生成對象sync

Reentrantlock使用sync的acquire和realse方法(來自aqs),實現(xiàn)獲取鎖和釋放鎖蜂挪,

public void lock() {
        sync.lock(); //后者是非公平的Sync重挑,或者是公平的Sync
 }

 public void unlock() {
        sync.release(1);
 }

所以,重點指向aqs的acquire和release方法棠涮。再貼一下code谬哀。

acquire

public final void acquire(int arg) {
    if (!tryAcquire(arg) && //如果tryAcquire放回true,表示獲得到鎖严肪,退出if史煎,否則表示沒有得到
       //鎖,進入阻塞隊列驳糯,執(zhí)行if條件 &&后面的語句
        acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
        selfInterrupt();
}

addWaiter方法

 private Node addWaiter(Node mode) {
        Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode); //包裝Node
        Node pred = tail;
        if (pred != null) { //插入隊尾
            node.prev = pred;
            if (compareAndSetTail(pred, node)) {
                pred.next = node;
                return node;
            }
        }
        enq(node); //如果執(zhí)行到此篇梭,說明上面快速插入隊列尾部失敗,畢竟是cas方式酝枢,這里enq通過
      //無限循環(huán)實現(xiàn)cas方式插入隊列尾部
        return node;
    }

 private Node enq(final Node node) {
        for (;;) {
            Node t = tail;
            if (t == null) { // Must initialize
                if (compareAndSetHead(new Node()))
                    tail = head;
            } else {
                node.prev = t;
                if (compareAndSetTail(t, node)) {
                    t.next = node;
                    return t;
                }
            }
        }
    }

acquireQueued方法恬偷,

 final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
        boolean failed = true;
        try {
            boolean interrupted = false;
            for (;;) { //循環(huán),死磕
                final Node p = node.predecessor();
                if (p == head && tryAcquire(arg)) { //直到這個時候退出帘睦,
                  //即袍患,節(jié)點node的前一個節(jié)點是head且如果成功獲得鎖坦康,如果沒有獲得鎖,下次循環(huán)繼續(xù)协怒,繼續(xù)阻塞在隊里中涝焙。
                    setHead(node);
                    p.next = null; // help GC
                    failed = false;
                    return interrupted; // head后移后,當前節(jié)點從隊列移除孕暇,返回
                }
                //如果沒有退出for循環(huán)仑撞,干什么?死磕當前節(jié)點的前一個節(jié)點妖滔,
                //當前一個節(jié)點都在等待信號signal的時候隧哮,當前節(jié)點如何操作?繼續(xù)等待W帷>谙琛!
                if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) && parkAndCheckInterrupt())
                    interrupted = true;
            }
        } finally {
            if (failed)
                cancelAcquire(node);
        }
    }

//查看當前節(jié)點的前節(jié)點是否是signal曲秉,順便清空下無效的節(jié)點
private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {
    int ws = pred.waitStatus;
    if (ws == Node.SIGNAL) //只要前一個節(jié)點是signal采蚀,則返回
        return true;
    if (ws > 0) { //清理狀態(tài)無用的節(jié)點
        do {
            node.prev = pred = pred.prev;
        } while (pred.waitStatus > 0);
        pred.next = node;
    } else {
        compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);
    }
    return false;
}

//繼續(xù)等待,返回是否中斷
  private final boolean parkAndCheckInterrupt() {
        LockSupport.park(this);
        return Thread.interrupted();
    }

release

代碼如下承二,

public final boolean release(int arg) {
        if (tryRelease(arg)) { 
        //如果重寫的tryRelease方法返回true榆鼠,表明釋放鎖了
            Node h = head;
            if (h != null && h.waitStatus != 0)
                unparkSuccessor(h);
               //喚醒successor,即亥鸠,喚醒head的successor后繼者妆够,
            return true;
        }
       //如果在這里,說明沒有釋放鎖负蚊,返回true
        return false;
}

private void unparkSuccessor(Node node) {

    int ws = node.waitStatus;
    if (ws < 0)
        compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0);//設置當前Node狀態(tài)為0

    Node s = node.next;
    if (s == null || s.waitStatus > 0) {
        s = null;
          // 如果當前Node的下一個節(jié)點符合狀態(tài)就直接進行喚醒神妹,
         // 否則從隊尾開始進行倒序查找,找到最優(yōu)先的線程進行喚醒
        for (Node t = tail; t != null && t != node; t = t.prev)
            if (t.waitStatus <= 0)
                s = t;
    }
      //尋找下一個等待線程節(jié)點來喚醒等待線程并通過LockSupport.unpark()喚醒線程
    if (s != null)
        LockSupport.unpark(s.thread);
}

Reentrantlock | FairSync

公平的鎖家妆,保證了阻塞的線程喚醒后鸵荠,能夠獲得到鎖,而不是被新的線程搶占伤极。和非公平的鎖唯一區(qū)別在ReentrantLock中的部分腰鬼,會根據(jù)情況判斷是否阻塞當前的線程

protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
    final Thread current = Thread.currentThread();
    int c = getState();
    if (c == 0) {
             //hasQueuedPredecessors是關鍵,他的作用在于塑荒,對于新來的線程熄赡,
            //不讓其搶占鎖,而是直接進入到阻塞隊列中等待
        if (!hasQueuedPredecessors() &&
            compareAndSetState(0, acquires)) {
            setExclusiveOwnerThread(current);
            return true;
        }
    }
    else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
        int nextc = c + acquires;
        if (nextc < 0)
            throw new Error("Maximum lock count exceeded");
        setState(nextc);
        return true;
    }
    return false;
}

// 當前線程不為空齿税,并且阻塞的線程不是當前線程(非重入)
public final boolean hasQueuedPredecessors() {
    Node t = tail; 
    Node h = head;
    Node s;
    return h != t && 
        ((s = h.next) == null || s.thread != Thread.currentThread()); //
}

最后編輯于
?著作權歸作者所有,轉載或內容合作請聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末彼硫,一起剝皮案震驚了整個濱河市,隨后出現(xiàn)的幾起案子,更是在濱河造成了極大的恐慌拧篮,老刑警劉巖词渤,帶你破解...
    沈念sama閱讀 206,839評論 6 482
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件,死亡現(xiàn)場離奇詭異串绩,居然都是意外死亡缺虐,警方通過查閱死者的電腦和手機,發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 88,543評論 2 382
  • 文/潘曉璐 我一進店門礁凡,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來高氮,“玉大人,你說我怎么就攤上這事顷牌〖羯郑” “怎么了?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 153,116評論 0 344
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵窟蓝,是天一觀的道長罪裹。 經常有香客問我,道長运挫,這世上最難降的妖魔是什么状共? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 55,371評論 1 279
  • 正文 為了忘掉前任,我火速辦了婚禮谁帕,結果婚禮上峡继,老公的妹妹穿的比我還像新娘。我一直安慰自己雇卷,他們只是感情好鬓椭,可當我...
    茶點故事閱讀 64,384評論 5 374
  • 文/花漫 我一把揭開白布颠猴。 她就那樣靜靜地躺著关划,像睡著了一般。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪翘瓮。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上贮折,一...
    開封第一講書人閱讀 49,111評論 1 285
  • 那天,我揣著相機與錄音资盅,去河邊找鬼调榄。 笑死,一個胖子當著我的面吹牛呵扛,可吹牛的內容都是我干的每庆。 我是一名探鬼主播,決...
    沈念sama閱讀 38,416評論 3 400
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼今穿,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼缤灵!你這毒婦竟也來了?” 一聲冷哼從身側響起,我...
    開封第一講書人閱讀 37,053評論 0 259
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤腮出,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎帖鸦,沒想到半個月后,有當?shù)厝嗽跇淞掷锇l(fā)現(xiàn)了一具尸體胚嘲,經...
    沈念sama閱讀 43,558評論 1 300
  • 正文 獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡作儿,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內容為張勛視角 年9月15日...
    茶點故事閱讀 36,007評論 2 325
  • 正文 我和宋清朗相戀三年,在試婚紗的時候發(fā)現(xiàn)自己被綠了馋劈。 大學時的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片攻锰。...
    茶點故事閱讀 38,117評論 1 334
  • 序言:一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡,死狀恐怖侣滩,靈堂內的尸體忽然破棺而出口注,到底是詐尸還是另有隱情,我是刑警寧澤君珠,帶...
    沈念sama閱讀 33,756評論 4 324
  • 正文 年R本政府宣布寝志,位于F島的核電站,受9級特大地震影響策添,放射性物質發(fā)生泄漏材部。R本人自食惡果不足惜,卻給世界環(huán)境...
    茶點故事閱讀 39,324評論 3 307
  • 文/蒙蒙 一唯竹、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望乐导。 院中可真熱鬧,春花似錦浸颓、人聲如沸物臂。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 30,315評論 0 19
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽棵磷。三九已至,卻和暖如春晋涣,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間仪媒,已是汗流浹背。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 31,539評論 1 262
  • 我被黑心中介騙來泰國打工谢鹊, 沒想到剛下飛機就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留算吩,地道東北人。 一個月前我還...
    沈念sama閱讀 45,578評論 2 355
  • 正文 我出身青樓佃扼,卻偏偏與公主長得像偎巢,于是被迫代替她去往敵國和親。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子兼耀,可洞房花燭夜當晚...
    茶點故事閱讀 42,877評論 2 345