AQS源码探究_04 成员方法解析(释放锁、响应中断出队逻辑)

AQS成员方法解析(释放锁逻辑)

1. unlock释放锁方法

// 位于RentrantLock中：释放锁的方法
public void unlock() { // 释放锁 sync.release(1);
}

// 位于AQS的静态内部类Sync中：真正释放锁的方法
// RentrantLock.unlock() -> sync.release()
public final boolean release(int arg) { // tryRelease尝试释放锁： // true: 当前线程已经完全释放锁 // false：当前线程尚未完全释放锁 if (tryRelease(arg)) { // head 什么情况下会被创建出来？ // 当持锁线程未释放线程，且持锁期间有其他线程想要获取锁时，其他线程发现无法获取锁， // 且此时阻塞队列是空队列，此时后续线程会为当前持锁线程构建出一个head节点(将持锁线程封装入head) // 然后后续线程会追加到head节点的后面(成为head的后驱) Node h = head; // 条件1：h != null成立，说明队列中的head节点已经初始化过了，ReentrantLock在试用期间，发生过多线程竞争了~ // 条件2：h.waitStatus != 0 成立，说明当前head后面一定插入过node节点~ if (h != null && h.waitStatus != 0) // 唤醒后驱节点~ unparkSuccessor(h); return true; } return false;
}

  

 

  
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2. tryRelease尝试释放锁的方法

// 位于AQS的静态内部类Sync中：尝试释放锁方法
// true: 当前线程已经完全释放锁 | false：当前线程尚未完全释放锁
protected final boolean tryRelease(int releases) { // state状态变量的值相减 int c = getState() - releases; // 如果条件成立：说明当前线程并未持锁 -> 直接抛异常 if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread()) throw new IllegalMonitorStateException(); // 当前线程持有锁 // 当前线程是否已经完全释放锁，默认初始值false boolean free = false; // c == 0条件成立时：说明当前线程已经达到完全释放锁的条件 if (c == 0) { // free = true 当前线程已经完全释放锁 free = true; // 更新当前持锁线程为null setExclusiveOwnerThread(null); } // 更新state（基于CAS） setState(c); // 返回free return free;
}

  

 

  
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3. unparkSuccessor唤醒后驱节点线程的方法

// 位于AQS中：唤醒后驱节点线程的方法
private void unparkSuccessor(Node node) { // 获取当前node节点的waitStatus状态 int ws = node.waitStatus; if (ws < 0)// -1：SIGNAL  // 改成0的原因：因为当前节点已经完成唤醒后驱节点线程的任务了~ compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0); // s是当前节点的第一个后驱节点 Node s = node.next; // 条件1：s == null // s 什么时候为null？ // 1.当前节点就是tail节点时，s==null // 2.当前节点入队未完成时（1.设置新节点的prev指向pred  2.CAS设置新节点为tail  3.(未完成)pred.next -> 新节点） // 需要找到可以被唤醒的节点... // 条件2：s.waitStatus > 0 前提是 s == null // 如果条件2成立，则说明当前node节点的后继节点是取消状态，需要找一个合适的可以被唤醒的节点... 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; // 上面的循环，会找到一个离当前node最近的一个可以被唤醒的节点，该节点可能找不到，可能是null } // 如果找到合适的，且可以被唤醒的节点s，则将其挂起，如果没找到，则什么也不做~ if (s != null) LockSupport.unpark(s.thread);
}

  

 

  
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上一篇文章：AQS源码探究_03 成员方法解析(加锁、资源竞争逻辑) 和 本篇文章的前面部分，都是在介绍ReentrantLock的lock()加锁方式，这种加锁方式是不可以被响应中断的，下面我们分析可以被响应中断的加锁方式lockInterruptibly()：

扩展：AQS成员方法解析(响应中断加锁逻辑)

1. lockInterruptibly可以被响应中断的加锁方法

// 位于ReentrantLock中：可以被响应中断的加锁方法
public void lockInterruptibly() throws InterruptedException { // 可以被响应中断的方式去竞争资源~ sync.acquireInterruptibly(1);
}

// 位于AQS的Sync静态内部类中：竞争资源的方法(可以被响应中断)
public final void acquireInterruptibly(int arg) throws InterruptedException { // 如果当前线程已经是有中断标记interrupted为true了，则直接抛出中断异常~ if (Thread.interrupted()) throw new InterruptedException(); // 尝试获取锁 if (!tryAcquire(arg)) doAcquireInterruptibly(arg);
}

private void doAcquireInterruptibly(int arg) throws InterruptedException { final Node node = addWaiter(Node.EXCLUSIVE); boolean failed = true; try { for (;;) { final Node p = node.predecessor(); if (p == head && tryAcquire(arg)) { setHead(node); p.next = null; // help GC failed = false; return; } if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) && parkAndCheckInterrupt()) throw new InterruptedException(); } } finally { if (failed) // 我们主要来分析下cancelAcquire这个方法: 取消指定node参与竞争。 cancelAcquire(node); }

  

 

  
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2. cancelAcquire取消指定node参与竞争的方法

// 位于AQS下
/**
 * 取消指定node参与竞争。
 */
private void cancelAcquire(Node node) { //空判断.. if (node == null) return; //因为已经取消排队了..所以node内部关联的当前线程，置为Null就好了。。 node.thread = null; //获取当前取消排队node的前驱。 Node pred = node.prev; while (pred.waitStatus > 0) node.prev = pred = pred.prev; //拿到前驱的后继节点。 //1.当前node //2.可能也是 ws > 0 的节点。 Node predNext = pred.next; //将当前node状态设置为 取消状态  1 node.waitStatus = Node.CANCELLED; /** * 当前取消排队的node所在 队列的位置不同，执行的出队策略是不一样的，一共分为三种情况： * 1.当前node是队尾  tail -> node * 2.当前node 不是 head.next 节点，也不是 tail * 3.当前node 是 head.next节点。 */ //条件一：node == tail  成立：当前node是队尾  tail -> node //条件二：compareAndSetTail(node, pred) 成功的话，说明修改tail完成。 if (node == tail && compareAndSetTail(node, pred)) { //修改pred.next -> null. 完成node出队。 compareAndSetNext(pred, predNext, null); } else { //保存节点 状态.. int ws; //第二种情况：当前node 不是 head.next 节点，也不是 tail //条件一：pred != head 成立， 说明当前node 不是 head.next 节点，也不是 tail //条件二： ((ws = pred.waitStatus) == Node.SIGNAL || (ws <= 0 && compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL))) //条件2.1：(ws = pred.waitStatus) == Node.SIGNAL   成立：说明node的前驱状态是 Signal 状态   不成立：前驱状态可能是 // 极端情况下：前驱也取消排队了.. //条件2.2:(ws <= 0 && compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL)) // 假设前驱状态是 <= 0 则设置前驱状态为 Signal状态..表示要唤醒后继节点。 //if里面做的事情，就是让pred.next -> node.next  ,所以需要保证pred节点状态为 Signal状态。 if (pred != head && ((ws = pred.waitStatus) == Node.SIGNAL || (ws <= 0 && compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL))) && pred.thread != null) { //情况2：当前node 不是 head.next 节点，也不是 tail //出队：pred.next -> node.next 节点后，当node.next节点 被唤醒后 //调用 shouldParkAfterFailedAcquire 会让node.next 节点越过取消状态的节点 //完成真正出队。 Node next = node.next; if (next != null && next.waitStatus <= 0) compareAndSetNext(pred, predNext, next); } else { //当前node 是 head.next节点。  更迷了... //类似情况2，后继节点唤醒后，会调用 shouldParkAfterFailedAcquire 会让node.next 节点越过取消状态的节点 //队列的第三个节点 会 直接 与 head 建立 双重指向的关系： //head.next -> 第三个node  中间就是被出队的head.next 第三个node.prev -> head unparkSuccessor(node); } node.next = node; // help GC }
}

  

 

  
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3. parkAndCheckInterruptpark当前线程方法

//AQS#parkAndCheckInterrupt
//park当前线程 将当前线程 挂起，唤醒后返回当前线程是否为中断信号唤醒。
private final boolean parkAndCheckInterrupt() { // 挂起当前线程 LockSupport.park(this); // 返回当前线程的中断标识 return Thread.interrupted();
}

  

 

  
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小结

下面总结一下前面几篇文章的主要内容：

（1）AQS是Java中几乎所有锁和同步器的一个基础框架，这里说的是“几乎”，因为有极个别确实没有通过AQS来实现；

（2）AQS中维护了一个队列，这个队列使用双链表实现，用于保存等待锁排队的线程；

（3）AQS中维护了一个状态变量，控制这个状态变量就可以实现加锁解锁操作了；

（4）基于AQS自己动手写一个锁非常简单，只需要实现AQS的几个方法即可。

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