獲取共享式同步狀態(tài)
入口函數(shù)
/**
* 共享式獲取同步狀態(tài),如果當(dāng)前線程獲取同步狀態(tài)成功則直接返回，
* 如果獲取失敗則線程阻塞络凿，并插入同步隊(duì)列進(jìn)行.等待調(diào)用releaseShared
* 釋放同步狀態(tài)時(shí)，重新嘗試獲取同步狀態(tài)虱朵。成功則，同時(shí)會(huì)通知后置節(jié)點(diǎn)線程從阻塞中喚醒，
* 獲取同步狀態(tài)并返回吧兔，失敗則阻塞等待下次release
*/
public final void acquireShared(int arg) {
/**
*子類實(shí)現(xiàn)tryAcquireShared能否獲取的共享式同步狀態(tài)
*如果返回>=0則獲取同步狀態(tài)成功方法直接返回
*如果返回< 0則獲取同步狀態(tài)失敗進(jìn)入if語(yǔ)句
*/
if (tryAcquireShared(arg) < 0)
doAcquireShared(arg);
}
doAcquireShared
- 1 創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)node(類型是共享式),添加到同步隊(duì)列尾部,默認(rèn)狀態(tài)為0 【同獨(dú)占式同步相同】
- 2 進(jìn)入自旋【同獨(dú)占式同步相同】
- 3 判斷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)前置節(jié)點(diǎn)是否為head節(jié)點(diǎn)，如果是重新嘗試獲取同步狀態(tài)【同獨(dú)占式同步相同】
- 4 如果同步狀態(tài)成功,設(shè)置當(dāng)前節(jié)點(diǎn)為head節(jié)點(diǎn).會(huì)判斷同步隊(duì)列中是否存在等待的共享節(jié)點(diǎn).如果存在則會(huì)調(diào)用doReleaseShared喚醒新head節(jié)點(diǎn)后置節(jié)點(diǎn)阻塞,被喚醒的節(jié)點(diǎn)線程重新進(jìn)入自旋袍嬉。【同獨(dú)占式同步不相同】
- 5 嘗試獲取同步狀態(tài)失敗,獲取同步狀態(tài)失敗,就將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)和前驅(qū)節(jié)點(diǎn)作為參數(shù)交給shouldParkAfterFailedAcquire調(diào)用灶平，shouldParkAfterFailedAcquire設(shè)置要當(dāng)前節(jié)點(diǎn)前驅(qū)節(jié)點(diǎn)node等待狀態(tài)到-1返回false伺通，自旋第二次進(jìn)入時(shí)返回true,到parkAndCheckInterrupt()阻塞當(dāng)前線程》晗恚【同獨(dú)占式同步相同】
- 6 如果節(jié)點(diǎn)線程被從阻塞中喚醒重新進(jìn)入自旋 【同獨(dú)占式同步相同】
這里步驟4 表示了和獨(dú)占最大的不同：獨(dú)占同步的節(jié)點(diǎn)獲得同步狀態(tài)后罐监，直接退出同步隊(duì)列。而共享同步的節(jié)點(diǎn)會(huì)通知自己后置的同步節(jié)點(diǎn)線程（后置也是共享節(jié)點(diǎn)）從阻塞中喚醒去嘗試獲取同步狀態(tài)瞒爬，如果獲取同步狀態(tài)成功弓柱，則表示2個(gè)線程獲得了一把鎖（一次釋放動(dòng)作表示一把鎖），同時(shí)執(zhí)行侧但。同時(shí)第2個(gè)線程的節(jié)點(diǎn)同樣會(huì)通知后置同伴節(jié)點(diǎn)線程從阻塞中喚醒并嘗試獲取同步狀態(tài)矢空。
/**
* 創(chuàng)建一個(gè)共享式節(jié)點(diǎn)node,添加到同步隊(duì)列尾部.
* 進(jìn)入自旋,找到CLH頭部后置第一個(gè)節(jié)點(diǎn)，嘗試獲取同步狀態(tài),成功則設(shè)置其為新head節(jié)點(diǎn)禀横，
* 并通知后置節(jié)點(diǎn)線程從阻塞中喚醒競(jìng)爭(zhēng)同步狀態(tài).失敗則阻塞.
*/
private void doAcquireShared(int arg) {
/** 創(chuàng)建一個(gè)共享式節(jié)點(diǎn)node,添加到同步隊(duì)列尾部..**/
final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
/** 執(zhí)行是否發(fā)生異常 **/
boolean failed = true;
try {
/** 標(biāo)識(shí)是否被中斷 **/
boolean interrupted = false;
/** 進(jìn)入自旋 **/
for (;;) {
/** 1. 獲得當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的先驅(qū)節(jié)點(diǎn) **/
final Node p = node.predecessor();
if (p == head) {
/** 如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的先驅(qū)節(jié)點(diǎn)是頭結(jié)點(diǎn)并且成功獲取同步狀態(tài) **/
int r = tryAcquireShared(arg);
if (r >= 0) {
/** 將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)設(shè)置為head,同時(shí)只要同步隊(duì)列中存在等待的節(jié)點(diǎn),
* 且節(jié)點(diǎn)為共享節(jié)點(diǎn)則喚醒head節(jié)點(diǎn)后置節(jié)點(diǎn)阻塞去競(jìng)爭(zhēng)同步狀態(tài). **/
setHeadAndPropagate(node, r);
p.next = null; // help GC
/** 如果當(dāng)前線程中斷 **/
if (interrupted)
/** 中斷當(dāng)前線程 **/
selfInterrupt();
failed = false;
return;
}
}
/** 獲取鎖失敗屁药，在shouldParkAfterFailedAcquire中設(shè)置節(jié)點(diǎn)的等待狀態(tài)，并線程阻塞（可響應(yīng)線程被中斷）,
* 如果是中斷響應(yīng)設(shè)置interrupted = true;
* 重新進(jìn)入自旋**/
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
interrupted = true;
}
} finally {
/** 發(fā)生異常柏锄，將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)等待狀態(tài)設(shè)置為取消**/
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}
setHeadAndPropagate
private void setHeadAndPropagate(Node node, int propagate) {
Node h = head; // Record old head for check below
setHead(node);
if (propagate > 0 || h == null || h.waitStatus < 0 ||
(h = head) == null || h.waitStatus < 0) {
Node s = node.next;
if (s == null || s.isShared())
doReleaseShared();
}
}
doReleaseShared
1 內(nèi)部通過(guò)一個(gè)自旋酿箭，找到Head節(jié)點(diǎn)后置節(jié)點(diǎn)中線程從阻塞狀態(tài)中喚醒競(jìng)爭(zhēng)同步狀態(tài).
2 同時(shí)會(huì)檢測(cè)釋放節(jié)點(diǎn)的線程是否會(huì)獲取同步狀態(tài)，如果檢查獲取同步狀態(tài)成功趾娃，則在次釋放節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)中的線程從阻塞中喚醒缭嫡，重復(fù)迭代（是多線程可能釋放的線程還沒(méi)來(lái)的及獲取同步狀態(tài)。同步隊(duì)列head節(jié)點(diǎn)沒(méi)有改變退出的情況也是存在）因而此出邏輯作用是為性能考慮抬闷。
3 即使沒(méi)有檢測(cè)釋放釋放線程獲取到同步狀態(tài)返回妇蛀，也不會(huì)太大影響，因?yàn)槊總€(gè)線程獲取同步狀態(tài)時(shí)還是會(huì)調(diào)用setHeadAndPropagate檢查是否需要釋放自己下個(gè)節(jié)點(diǎn)的線程的阻塞饶氏。
private void doReleaseShared() {
//進(jìn)入自旋
for (;;) {
//獲取當(dāng)前head節(jié)點(diǎn),判斷等待隊(duì)列中是否存在等待節(jié)點(diǎn),不存在進(jìn)入步驟4直接退出.
Node h = head;
if (h != null && h != tail) {
int ws = h.waitStatus;
//如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)為-1(存在等待的后置節(jié)點(diǎn)),使用CAS設(shè)置其為0(使用CAS失敗進(jìn)入自旋重新設(shè)置)同時(shí)會(huì)喚醒head后置節(jié)點(diǎn)中線程從阻塞中釋放.
if (ws == Node.SIGNAL) {
if (!compareAndSetWaitStatus(h, Node.SIGNAL, 0))
continue; // loop to recheck cases
unparkSuccessor(h);
}
//如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)為0(存在后置節(jié)點(diǎn)已經(jīng)取消等待),使用CAS設(shè)置其為PROPAGATE(使用CAS失敗進(jìn)入自旋重新設(shè)置),
else if (ws == 0 &&
!compareAndSetWaitStatus(h, 0, Node.PROPAGATE))
continue; // loop on failed CAS
}
/**
判斷喚醒線程是否獲取同步狀態(tài),獲取同步狀態(tài)同步隊(duì)列head節(jié)點(diǎn)引用會(huì)發(fā)生改變讥耗，則釋放被釋放節(jié)點(diǎn)后置節(jié)點(diǎn)的線程中阻塞中喚醒競(jìng)爭(zhēng)同步狀態(tài)
**/
if (h == head) // loop if head changed
break;
}
}
釋放共享式同步狀態(tài)
入口函數(shù)
releaseShared
public final boolean releaseShared(int arg) {
/*
*子類實(shí)現(xiàn)能否釋放的共享式同步狀態(tài)
*如果返回true則表示釋放同步狀態(tài)準(zhǔn)入條件成功進(jìn)入if語(yǔ)句
*如果返回false則表示釋放同步狀態(tài)失敗返回false
*/
if (tryReleaseShared(arg)) {
doReleaseShared();
return true;
}
return false;
}
總結(jié)
獨(dú)占式同步可以看作是一把共享鎖，每次可以多個(gè)線程獲的鎖疹启。
總體流程如下
嘗試鎖失敗 --> 進(jìn)入等待隊(duì)列排隊(duì) --> 阻塞當(dāng)前線程 --> 當(dāng)?shù)却?duì)列排到自己被喚醒 --> 嘗試獲取鎖（可能被其他線程插隊(duì)而導(dǎo)致獲取鎖失敗古程，失敗在次阻塞，等待下次排到自己）--> 成功通知等待隊(duì)列前面共享節(jié)點(diǎn)線程從阻塞中喚醒 --> 執(zhí)行自己的業(yè)務(wù)邏輯 --> 嘗試釋放鎖--> 成功通知等待隊(duì)列前面共享節(jié)點(diǎn)線程從阻塞中喚醒喊崖。
子類可以擴(kuò)展如何獲取鎖挣磨，如何釋放鎖雇逞，但整體流程不變。
白話
我們舉一個(gè)生活中例子來(lái)看獨(dú)占式同步茁裙，比如我們?nèi)ゲ蛷d吃過(guò)飯塘砸，餐廳吃飯這個(gè)動(dòng)作就是我們要執(zhí)行業(yè)務(wù)，但要進(jìn)入餐廳吃飯的前提要獲取同步狀態(tài)晤锥。對(duì)于獨(dú)占來(lái)說(shuō)只有一個(gè)位置掉蔬，那么就獨(dú)占式同步，那么進(jìn)入餐廳這個(gè)動(dòng)作（獲取鎖）只能保證同時(shí)一個(gè)人吃飯（一個(gè)線程）矾瘾，離開(kāi)餐廳這個(gè)動(dòng)作（釋放鎖）也只能同時(shí)保證一個(gè)進(jìn)入（一個(gè)線程）女轿。那么對(duì)于共享式同步，餐廳多個(gè)位置壕翩，那么就是共享式同步蛉迹，因?yàn)橥蕉鄠€(gè)人進(jìn)入餐廳吃飯。當(dāng)然能不能進(jìn)入邏輯時(shí)餐廳這個(gè)AQS子類去定制的放妈。
我們來(lái)看共享式例子北救，此時(shí)餐廳共有2個(gè)位置。
客人A進(jìn)入餐廳吃飯芜抒，餐廳此時(shí)沒(méi)有人珍策，他可以順利進(jìn)入餐廳吃飯。
客人B進(jìn)入餐廳吃飯挽绩，餐廳還有位置膛壹，他可以順利進(jìn)入餐廳吃飯。
客戶C也進(jìn)入餐廳吃飯唉堪，餐廳此時(shí)被A占著模聋，嘗試進(jìn)入餐廳（子類實(shí)現(xiàn)邏輯判斷），進(jìn)入餐廳失敗
餐廳給C指定一個(gè)排隊(duì)編號(hào)唠亚，此時(shí)C想插隊(duì)链方，在次嘗試進(jìn)入餐廳（子類實(shí)現(xiàn)邏輯判斷），A,B還沒(méi)有出來(lái)灶搜，進(jìn)入餐廳失敗阻塞等待
客戶D也進(jìn)入餐廳吃飯祟蚀，餐廳此時(shí)被D占著，嘗試進(jìn)入餐廳（子類實(shí)現(xiàn)邏輯判斷）割卖，進(jìn)入餐廳失敗
餐廳給D指定一個(gè)排隊(duì)編號(hào)前酿，此時(shí)D想插隊(duì)，在次嘗試進(jìn)入餐廳（子類實(shí)現(xiàn)邏輯判斷）鹏溯，A,B還沒(méi)有出來(lái)罢维，進(jìn)入餐廳失敗阻塞等待
A 吃飯完畢離開(kāi)餐廳，嘗試離開(kāi)餐廳（子類實(shí)現(xiàn)邏輯判斷）丙挽，成功餐廳通知C（喚醒C線程）肺孵，C嘗試進(jìn)入餐廳（可能還會(huì)被插隊(duì)）匀借，成功,餐廳通知D（喚醒D線程），
D嘗試進(jìn)入餐廳平窘，B還沒(méi)有出來(lái)吓肋，進(jìn)入餐廳失敗阻塞等待
B 吃飯完畢離開(kāi)餐廳，嘗試離開(kāi)餐廳（子類實(shí)現(xiàn)邏輯判斷）瑰艘，成功餐廳通知D（喚醒D線程）,D嘗試進(jìn)入餐廳是鬼，成功
