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Java并发之AQS详解_aqs waitstatus 0
作者：花生_TL007 | 2024-02-27 01:50:10
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aqs waitstatus 0
AQS，全名AbstractQueuedSynchronizer，是一个抽象类的队列式同步器，它的内部通过维护一个状态 volatile int state(共享资源)，一个FIFO线程等待队列来实现同步功能。
内部通过一个int 类型的成员变量state来控制同步状态：
-
state=0: 说明没有任何线程占有共享资源的锁。
-
state = 1: 说明有线程正在使用共享变量，其他线程必须加入同步队列进行等待。
AQS内部通过内部类Node构成FIFO的同步队列来 完成线程获取锁的排队工作，同时利用内部类ConditionObject构建等待队列。
Condition调用wait()方法后，线程将会加入等待队列中。
Condition调用signal()方法后，线程 将从等待队列移动同步队列中进行锁竞争。
上面设计到两个队列
- 同步队列：当线程请求锁而等待的请求将加入同步队列等待 。
- 等待队列(可能多个): 通过Condition调用await()方法释放锁后，将加入等待队列。
AQS具备的特性
- 阻塞等待队列
- 共享/独占
- 公平/非公平
- 可重入
- 允许中断
除了Lock外，Java.util.concurrent当中同步器的实现如Latch,Barrier,BlockingQueue等，都是基于AQS框架实现:
- 一般通过定义内部类Sync继承AQS
- 将同步器所有调用都映射到Sync对应的方法
AQS内部维护属性 volatile int state (32位)
state表示资源的可用状态
State三种访问方式:
getState()：获取当前同步状态setState(int newState)：设置当前同步状态compareAndSetState(int expext,int update)：使用CAS设置当前状态，该方法能够保证状态设置的原子性
对于ReentrantLock的实现来说，state可以用来表示当前线程获取锁的可重入的次数。
对于读写锁ReentrantReadWriteLock来说，state的高16位表示读状态，也就是获取该读锁的次数；低16位表示获取到写锁的线程的可重入次数；
对于semphore来说，state用来表示当前可用信号的个数；
对于CountDownlatch来说，state用来表示计数器当前的值；
AQS定义两种资源共享方式
- Exclusive-独占，只有一个线程能执行，如ReentrantLock。
- Share-共享，多个线程可以同时执行，如Semaphore/CountDownLatch
AQS 的两种队列
同步双向队列
AQS 当中的同步等待队列也称CLH队列，CLH队列是 Craig、Landin、Hagersten 三人发明的一种基于双向链表数据结构的队列，是FIFO先入先出线程等待队列，Java中的CLH队列是原CLH队列的一个变种,线程由原自旋机制改为阻塞机制。
同步器依赖内部的同步队列（FIFO双向队列）来完成同步状态的管理，当前线程获取状态失败时，同步器会将当前线程以及等待状态等信息构造成称为一个节点（Node)并将其加入同步队列，同时会阻塞当前线程，当同步状态释放时，会把首节点中的线程唤醒，使其再次尝试获取同步状态。
独占锁同步状态获取与释放
独占锁概念:同一时刻只能有一个线程获取到锁，而其他获取锁的线程只能处于同步队列中等待，只有获取锁的线程释放了锁，后继的线程才能获取锁。
通过调用同步的acquire(int arg)方法可以获取同步状态，该方法对中断不敏感，也就是由于线程获取同步 状态失败后进入同步队列中，后续对线程进行中断操作时，线程不会从同步队列中移除，该代码如下：
public final void acquire(int arg) {
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();
}
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
上述代码主要完成同步状态获、节点构造、加入同步队列以及在同步对队列中自旋等待的相关工作。
主要逻辑如下：
- 首先调用自定义同步器实现的tryAcquire(int arg)方法，该方法保证线程安全的获取同步状态，如果同步状态获取失败，则构造同步节点(独占式 Node.EXCLUSIVE,统一时刻只能有一个线程成功获取同步状态)并通过addWaiter(Node node)方法将该节点加入到同步队列的尾部，最后调用acquireQueued(Node node,int arg）方法，使得该节点以"以死循环"的方式获取同步状态。如果获取不到则阻塞节点中的线程，而被阻塞线程的唤醒主要依靠前驱节点 的出队或阻塞线程被中断来实现。
上述代码通过使用compareAndSetTail(Node expect,Node update)方法来确保节点能够被线程安全添加。试想一下：如果使用一个普通的LinkedList来维护节点之间的关系，那么当一个线程获取了同步状态，而其他多个线程由于调用tryAcquire(int arg)方法获取同步状态失败而并发地被添加到LinkedList时，LinkedList将难以保证Node的正确添加，最终的结果可能是节点的数量有偏差，而且顺序也是混乱的。
在enq(final Node node)方法中，同步器通过“死循环”来保证节点的正确添加，在“死循环”中只有通过CAS将节点设置成为尾节点之后，当前线程才能从该方法返回，否则，当前线程不断地尝试设置。可以看出，enq(final Node node)方法将并发添加节点的请求通过CAS变得“串行化”了。
在acquireQueued(final Node node,int arg)方法中，当前线程在“死循环”中尝试获取同步状态，而只有前驱节点是头节点才能够尝试获取同步状态，这是为什么？原因有两个，如下。第一，头节点是成功获取到同步状态的节点，而头节点的线程释放了同步状态之后，将会唤醒其后继节点，后继节点的线程被唤醒后需要检查自己的前驱节点是否是头节点。
第二，维护同步队列的FIFO原则。该方法中，节点自旋获取同步状态的行为如图5-4所示。
在图，由于非首节点线程前驱节点出队或者被中断而从等待状态返回，随后检查自己的前驱是否是头节点，如果是则尝试获取同步状态。可以看到节点和节点之间在循环检查的过程中基本不相互通信，而是简单地判断自己的前驱是否为头节点，这样就使得节点的释放规则符合FIFO，并且也便于对过早通知的处理（过早通知是指前驱节点不是头节点的线程由于中断而被唤醒）。
在图5-5中，前驱节点为头节点且能够获取同步状态的判断条件和线程进入等待状态是获取同步状态的自旋过程。当同步状态获取成功之后，当前线程从acquire(int arg)方法返回，如果对于锁这种并发组件而言，代表着当前线程获取了锁。当前线程获取同步状态并执行了相应逻辑之后，就需要释放同步状态，使得后续节点能够继续获取同步状态。通过调用同步器的release(int arg)方法可以释放同步状态，该方法在释放了同步状态之后，会唤醒其后继节点（进而使后继节点重新尝试获取同步状态）。该方法代码如代码清单5-6所示。
该方法执行时，会唤醒头节点的后继节点线程，unparkSuccessor(Node node)方法使用LockSupport（在后面的章节会专门介绍）来唤醒处于等待状态的线程。
共享锁同步状态与释放
共享锁(读锁):统一时刻可以有多个线程获取到同步状态
独占锁与独占锁 访问资源的对比
在acquireShared(int arg)方法中，同步器调用tryAcquireShared(int arg)方法尝试获取同步状态，tryAcquireShared(int arg)方法返回值为int类型，当返回值大于等于0时，表示能够获取到同步状态。因此，在共享式获取的自旋过程中，成功获取到同步状态并退出自旋的条件就是tryAcquireShared(int arg)方法返回值大于等于0。可以看到，在doAcquireShared(int arg)方法的自旋过程中，如果当前节点的前驱为头节点时，尝试获取同步状态，如果返回值大于等于0，表示该次获取同步状态成功并从自旋过程中退出。与独占式一样，共享式获取也需要释放同步状态，通过调用releaseShared(int arg)方法可以释放同步状态。
条件等待队列
Condition是一个多线程间协调通信的工具类，使得某个，或者某些线程一起等待某个条件（Condition）,只有当该条件具备时，这些等待线程才会被唤醒，从而重新争夺锁。
AQS源码分析
public abstract class AbstractQueuedSynchronizer
extends AbstractOwnableSynchronizer
implements java.io.Serializable {
private static final long serialVersionUID = 7373984972572414691L;
/**
* Creates a new {@code AbstractQueuedSynchronizer} instance
* with initial synchronization state of zero.
*/
protected AbstractQueuedSynchronizer() { }
/**
* Wait queue node class.
*
* 不管是条件队列，还是CLH等待队列
* 都是基于Node类
*
* AQS当中的同步等待队列也称CLH队列，CLH队列是Craig、Landin、Hagersten三人
* 发明的一种基于双向链表数据结构的队列，是FIFO先入先出线程等待队列，Java中的
* CLH队列是原CLH队列的一个变种,线程由原自旋机制改为阻塞机制。
*/
static final class Node {
/**
* 标记节点未共享模式
* */
static final Node SHARED = new Node();
/**
* 标记节点为独占模式
*/
static final Node EXCLUSIVE = null;
/**
* 在同步队列中等待的线程等待超时或者被中断，需要从同步队列中取消等待
* */
static final int CANCELLED = 1;
/**
* 后继节点的线程处于等待状态，而当前的节点如果释放了同步状态或者被取消，
* 将会通知后继节点，使后继节点的线程得以运行。
*/
static final int SIGNAL = -1;
/**
* 节点在等待队列中，节点的线程等待在Condition上，当其他线程对Condition调用了signal()方法后，
* 该节点会从等待队列中转移到同步队列中，加入到同步状态的获取中
*/
static final int CONDITION = -2;
/**
* 表示下一次共享式同步状态获取将会被无条件地传播下去
*/
static final int PROPAGATE = -3;
/**
* 标记当前节点的信号量状态 (1,0,-1,-2,-3)5种状态
* 使用CAS更改状态，volatile保证线程可见性，高并发场景下，
* 即被一个线程修改后，状态会立马让其他线程可见。
*/
volatile int waitStatus;
/**
* 前驱节点，当前节点加入到同步队列中被设置
*/
volatile Node prev;
/**
* 后继节点
*/
volatile Node next;
/**
* 节点同步状态的线程
*/
volatile Thread thread;
/**
* 等待队列中的后继节点，如果当前节点是共享的，那么这个字段是一个SHARED常量，
* 也就是说节点类型(独占和共享)和等待队列中的后继节点共用同一个字段。
*/
Node nextWaiter;
/**
* Returns true if node is waiting in shared mode.
*/
final boolean isShared() {
return nextWaiter == SHARED;
}
/**
* 返回前驱节点
*/
final Node predecessor() throws NullPointerException {
Node p = prev;
if (p == null)
throw new NullPointerException();
else
return p;
}
//空节点，用于标记共享模式
Node() { // Used to establish initial head or SHARED marker
}
//用于同步队列CLH
Node(Thread thread, Node mode) { // Used by addWaiter
this.nextWaiter = mode;
this.thread = thread;
}
//用于条件队列
Node(Thread thread, int waitStatus) { // Used by Condition
this.waitStatus = waitStatus;
this.thread = thread;
}
}
/**
* 指向同步等待队列的头节点
*/
private transient volatile Node head;
/**
* 指向同步等待队列的尾节点
*/
private transient volatile Node tail;
/**
* 同步资源状态
*/
private volatile int state;
/**
*
* @return current state value
*/
protected final int getState() {
return state;
}
protected final void setState(int newState) {
state = newState;
}
/**
* Atomically sets synchronization state to the given updated
* value if the current state value equals the expected value.
* This operation has memory semantics of a {@code volatile} read
* and write.
*
* @param expect the expected value
* @param update the new value
* @return {@code true} if successful. False return indicates that the actual
* value was not equal to the expected value.
*/
protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) {
// See below for intrinsics setup to support this
return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update);
}
// Queuing utilities
/**
* The number of nanoseconds for which it is faster to spin
* rather than to use timed park. A rough estimate suffices
* to improve responsiveness with very short timeouts.
*/
static final long spinForTimeoutThreshold = 1000L;
/**
* 节点加入CLH同步队列
*/
private Node enq(final Node node) {
for (;;) {
Node t = tail;
if (t == null) { // Must initialize
//队列为空需要初始化，创建空的头节点
if (compareAndSetHead(new Node()))
tail = head;
} else {
node.prev = t;
//set尾部节点
if (compareAndSetTail(t, node)) {//当前节点置为尾部
t.next = node; //前驱节点的next指针指向当前节点
return t;
}
}
}
}
/**
* Creates and enqueues node for current thread and given mode.
*
* @param mode Node.EXCLUSIVE for exclusive, Node.SHARED for shared
* @return the new node
*/
private Node addWaiter(Node mode) {
// 1. 将当前线程构建成Node类型
Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
// Try the fast path of enq; backup to full enq on failure
Node pred = tail;
// 2. 1当前尾节点是否为null？
if (pred != null) {
// 2.2 将当前节点尾插入的方式
node.prev = pred;
// 2.3 CAS将节点插入同步队列的尾部
if (compareAndSetTail(pred, node)) {
pred.next = node;
return node;
}
}
enq(node);
return node;
}
/**
* Sets head of queue to be node, thus dequeuing. Called only by
* acquire methods. Also nulls out unused fields for sake of GC
* and to suppress unnecessary signals and traversals.
*
* @param node the node
*/
private void setHead(Node node) {
head = node;
node.thread = null;
node.prev = null;
}
/**
*
*/
private void unparkSuccessor(Node node) {
//获取wait状态
int ws = node.waitStatus;
if (ws < 0)
compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0);// 将等待状态waitStatus设置为初始值0
/**
* 若后继结点为空，或状态为CANCEL（已失效），则从后尾部往前遍历找到最前的一个处于正常阻塞状态的结点
* 进行唤醒
*/
Node s = node.next; //head.next = Node1 ,thread = T3
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);//唤醒线程,T3唤醒
}
/**
* 把当前结点设置为SIGNAL或者PROPAGATE
* 唤醒head.next(B节点)，B节点唤醒后可以竞争锁，成功后head->B，然后又会唤醒B.next，一直重复直到共享节点都唤醒
* head节点状态为SIGNAL，重置head.waitStatus->0，唤醒head节点线程，唤醒后线程去竞争共享锁
* head节点状态为0，将head.waitStatus->Node.PROPAGATE传播状态，表示需要将状态向后继节点传播
*/
private void doReleaseShared() {
for (;;) {
Node h = head;
if (h != null && h != tail) {
int ws = h.waitStatus;
if (ws == Node.SIGNAL) {//head是SIGNAL状态
/* head状态是SIGNAL，重置head节点waitStatus为0，E这里不直接设为Node.PROPAGAT,
* 是因为unparkSuccessor(h)中，如果ws < 0会设置为0，所以ws先设置为0，再设置为PROPAGATE
* 这里需要控制并发，因为入口有setHeadAndPropagate跟release两个，避免两次unpark
*/
if (!compareAndSetWaitStatus(h, Node.SIGNAL, 0))
continue; //设置失败，重新循环
/* head状态为SIGNAL，且成功设置为0之后,唤醒head.next节点线程
* 此时head、head.next的线程都唤醒了，head.next会去竞争锁，成功后head会指向获取锁的节点，
* 也就是head发生了变化。看最底下一行代码可知，head发生变化后会重新循环，继续唤醒head的下一个节点
*/
unparkSuccessor(h);
/*
* 如果本身头节点的waitStatus是出于重置状态（waitStatus==0）的，将其设置为“传播”状态。
* 意味着需要将状态向后一个节点传播
*/
}
else if (ws == 0 &&
!compareAndSetWaitStatus(h, 0, Node.PROPAGATE))
continue; // loop on failed CAS
}
if (h == head) //如果head变了，重新循环
break;
}
}
/**
* 把node节点设置成head节点，且Node.waitStatus->Node.PROPAGATE
*/
private void setHeadAndPropagate(Node node, int propagate) {
Node h = head; //h用来保存旧的head节点
setHead(node);//head引用指向node节点
/* 这里意思有两种情况是需要执行唤醒操作
* 1.propagate > 0 表示调用方指明了后继节点需要被唤醒
* 2.头节点后面的节点需要被唤醒（waitStatus<0），不论是老的头结点还是新的头结点
*/
if (propagate > 0 || h == null || h.waitStatus < 0 ||
(h = head) == null || h.waitStatus < 0) {
Node s = node.next;
if (s == null || s.isShared())//node是最后一个节点或者 node的后继节点是共享节点
/* 如果head节点状态为SIGNAL，唤醒head节点线程，重置head.waitStatus->0
* head节点状态为0(第一次添加时是0)，设置head.waitStatus->Node.PROPAGATE表示状态需要向后继节点传播
*/
doReleaseShared();
}
}
// Utilities for various versions of acquire
/**
* 终结掉正在尝试去获取锁的节点
* @param node the node
*/
private void cancelAcquire(Node node) {
// Ignore if node doesn't exist
if (node == null)
return;
node.thread = null;
// 剔除掉一件被cancel掉的节点
Node pred = node.prev;
while (pred.waitStatus > 0)
node.prev = pred = pred.prev;
// predNext is the apparent node to unsplice. CASes below will
// fail if not, in which case, we lost race vs another cancel
// or signal, so no further action is necessary.
Node predNext = pred.next;
// Can use unconditional write instead of CAS here.
// After this atomic step, other Nodes can skip past us.
// Before, we are free of interference from other threads.
node.waitStatus = Node.CANCELLED;
// If we are the tail, remove ourselves.
if (node == tail && compareAndSetTail(node, pred)) {
compareAndSetNext(pred, predNext, null);
} else {
// If successor needs signal, try to set pred's next-link
// so it will get one. Otherwise wake it up to propagate.
int ws;
if (pred != head &&
((ws = pred.waitStatus) == Node.SIGNAL ||
(ws <= 0 && compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL))) &&
pred.thread != null) {
Node next = node.next;
if (next != null && next.waitStatus <= 0)
compareAndSetNext(pred, predNext, next);
} else {
unparkSuccessor(node);
}
node.next = node; // help GC
}
}
/**
*
*/
private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {
int ws = pred.waitStatus;
if (ws == Node.SIGNAL)
/*
* 若前驱结点的状态是SIGNAL，意味着当前结点可以被安全地park
*/
return true;
if (ws > 0) {
/*
* 前驱节点状态如果被取消状态，将被移除出队列
*/
do {
node.prev = pred = pred.prev;
} while (pred.waitStatus > 0);
pred.next = node;
} else {
/*
* 当前驱节点waitStatus为 0 or PROPAGATE状态时
* 将其设置为SIGNAL状态，然后当前结点才可以可以被安全地park
*/
compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);
}
return false;
}
/**
* 中断当前线程
*/
static void selfInterrupt() {
Thread.currentThread().interrupt();
}
/**
* 阻塞当前节点，返回当前Thread的中断状态
* LockSupport.park 底层实现逻辑调用系统内核功能 pthread_mutex_lock 阻塞线程
*/
private final boolean parkAndCheckInterrupt() {
LockSupport.park(this);//阻塞
return Thread.interrupted();
}
/**
* 已经在队列当中的Thread节点，准备阻塞等待获取锁
*/
final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
boolean failed = true;
try {
boolean interrupted = false;
for (;;) {//死循环
final Node p = node.predecessor();//找到当前结点的前驱结点
if (p == head && tryAcquire(arg)) {//如果前驱结点是头结点，才tryAcquire，其他结点是没有机会tryAcquire的。
setHead(node);//获取同步状态成功，将当前结点设置为头结点。
p.next = null; // help GC
failed = false;
return interrupted;
}
/**
* 如果前驱节点不是Head，通过shouldParkAfterFailedAcquire判断是否应该阻塞
* 前驱节点信号量为-1，当前线程可以安全被parkAndCheckInterrupt用来阻塞线程
*/
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
interrupted = true;
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}
/**
* 与acquireQueued逻辑相似，唯一区别节点还不在队列当中需要先进行入队操作
*/
private void doAcquireInterruptibly(int arg)
throws InterruptedException {
final Node node = addWaiter(Node.EXCLUSIVE);//以独占模式放入队列尾部
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)
cancelAcquire(node);
}
}
/**
* 独占模式定时获取
*/
private boolean doAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout)
throws InterruptedException {
if (nanosTimeout <= 0L)
return false;
final long deadline = System.nanoTime() + nanosTimeout;
final Node node = addWaiter(Node.EXCLUSIVE);//加入队列
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 true;
}
nanosTimeout = deadline - System.nanoTime();
if (nanosTimeout <= 0L)
return false;//超时直接返回获取失败
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
nanosTimeout > spinForTimeoutThreshold)
//阻塞指定时长，超时则线程自动被唤醒
LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout);
if (Thread.interrupted())//当前线程中断状态
throw new InterruptedException();
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}
/**
* 尝试获取共享锁
*/
private void doAcquireShared(int arg) {
final Node node = addWaiter(Node.SHARED);//入队
boolean failed = true;
try {
boolean interrupted = false;
for (;;) {
final Node p = node.predecessor();//前驱节点
if (p == head) {
int r = tryAcquireShared(arg); //非公平锁实现，再尝试获取锁
//state==0时tryAcquireShared会返回>=0(CountDownLatch中返回的是1)。
// state为0说明共享次数已经到了，可以获取锁了
if (r >= 0) {//r>0表示state==0,前继节点已经释放锁，锁的状态为可被获取
//这一步设置node为head节点设置node.waitStatus->Node.PROPAGATE，然后唤醒node.thread
setHeadAndPropagate(node, r);
p.next = null; // help GC
if (interrupted)
selfInterrupt();
failed = false;
return;
}
}
//前继节点非head节点，将前继节点状态设置为SIGNAL，通过park挂起node节点的线程
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
interrupted = true;
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}
/**
* Acquires in shared interruptible mode.
* @param arg the acquire argument
*/
private void doAcquireSharedInterruptibly(int arg)
throws InterruptedException {
final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
boolean failed = true;
try {
for (;;) {
final Node p = node.predecessor();
if (p == head) {
int r = tryAcquireShared(arg);
if (r >= 0) {
setHeadAndPropagate(node, r);
p.next = null; // help GC
failed = false;
return;
}
}
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
throw new InterruptedException();
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}
/**
* Acquires in shared timed mode.
*
* @param arg the acquire argument
* @param nanosTimeout max wait time
* @return {@code true} if acquired
*/
private boolean doAcquireSharedNanos(int arg, long nanosTimeout)
throws InterruptedException {
if (nanosTimeout <= 0L)
return false;
final long deadline = System.nanoTime() + nanosTimeout;
final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
boolean failed = true;
try {
for (;;) {
final Node p = node.predecessor();
if (p == head) {
int r = tryAcquireShared(arg);
if (r >= 0) {
setHeadAndPropagate(node, r);
p.next = null; // help GC
failed = false;
return true;
}
}
nanosTimeout = deadline - System.nanoTime();
if (nanosTimeout <= 0L)
return false;
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
nanosTimeout > spinForTimeoutThreshold)
LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout);
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}
// Main exported methods
/**
* 尝试获取独占锁，可指定锁的获取数量
*/
protected boolean tryAcquire(int arg) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
/**
* 尝试释放独占锁，在子类当中实现
*/
protected boolean tryRelease(int arg) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
/**
* 共享式：共享式地获取同步状态。对于独占式同步组件来讲，同一时刻只有一个线程能获取到同步状态，
* 其他线程都得去排队等待，其待重写的尝试获取同步状态的方法tryAcquire返回值为boolean，这很容易理解；
* 对于共享式同步组件来讲，同一时刻可以有多个线程同时获取到同步状态，这也是“共享”的意义所在。
* 本方法待被之类覆盖实现具体逻辑
* 1.当返回值大于0时，表示获取同步状态成功，同时还有剩余同步状态可供其他线程获取；
*
* 2.当返回值等于0时，表示获取同步状态成功，但没有可用同步状态了；
* 3.当返回值小于0时，表示获取同步状态失败。
*/
protected int tryAcquireShared(int arg) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
/**
* 释放共享锁，具体实现在子类当中实现
*/
protected boolean tryReleaseShared(int arg) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
/**
* 当前线程是否持有独占锁
*/
protected boolean isHeldExclusively() {
throw new UnsupportedOperationException();
}
/**
* 获取独占锁
*/
public final void acquire(int arg) {
//尝试获取锁
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))//独占模式
selfInterrupt();
}
/**
*
*/
public final void acquireInterruptibly(int arg)
throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
if (!tryAcquire(arg))
doAcquireInterruptibly(arg);
}
/**
* 获取独占锁，设置最大等待时间
*/
public final boolean tryAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout)
throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
return tryAcquire(arg) ||
doAcquireNanos(arg, nanosTimeout);
}
/**
* 释放独占模式持有的锁
*/
public final boolean release(int arg) {
if (tryRelease(arg)) {//释放一次锁
Node h = head;
if (h != null && h.waitStatus != 0)
unparkSuccessor(h);//唤醒后继结点
return true;
}
return false;
}
/**
* 请求获取共享锁
*/
public final void acquireShared(int arg) {
if (tryAcquireShared(arg) < 0)//返回值小于0，获取同步状态失败，排队去；获取同步状态成功，直接返回去干自己的事儿。
doAcquireShared(arg);
}
/**
* Releases in shared mode. Implemented by unblocking one or more
* threads if {@link #tryReleaseShared} returns true.
*
* @param arg the release argument. This value is conveyed to
* {@link #tryReleaseShared} but is otherwise uninterpreted
* and can represent anything you like.
* @return the value returned from {@link #tryReleaseShared}
*/
public final boolean releaseShared(int arg) {
if (tryReleaseShared(arg)) {
doReleaseShared();
return true;
}
return false;
}
// Queue inspection methods
public final boolean hasQueuedThreads() {
return head != tail;
}
public final boolean hasContended() {
return head != null;
}
public final Thread getFirstQueuedThread() {
// handle only fast path, else relay
return (head == tail) ? null : fullGetFirstQueuedThread();
}
/**
* Version of getFirstQueuedThread called when fastpath fails
*/
private Thread fullGetFirstQueuedThread() {
Node h, s;
Thread st;
if (((h = head) != null && (s = h.next) != null &&
s.prev == head && (st = s.thread) != null) ||
((h = head) != null && (s = h.next) != null &&
s.prev == head && (st = s.thread) != null))
return st;
Node t = tail;
Thread firstThread = null;
while (t != null && t != head) {
Thread tt = t.thread;
if (tt != null)
firstThread = tt;
t = t.prev;
}
return firstThread;
}
/**
* 判断当前线程是否在队列当中
*/
public final boolean isQueued(Thread thread) {
if (thread == null)
throw new NullPointerException();
for (Node p = tail; p != null; p = p.prev)
if (p.thread == thread)
return true;
return false;
}
final boolean apparentlyFirstQueuedIsExclusive() {
Node h, s;
return (h = head) != null &&
(s = h.next) != null &&
!s.isShared() &&
s.thread != null;
}
/**
* 判断当前节点是否有前驱节点
*/
public final boolean hasQueuedPredecessors() {
Node t = tail; // Read fields in reverse initialization order
Node h = head;
Node s;
return h != t &&
((s = h.next) == null || s.thread != Thread.currentThread());
}
// Instrumentation and monitoring methods
/**
* 同步队列长度
*/
public final int getQueueLength() {
int n = 0;
for (Node p = tail; p != null; p = p.prev) {
if (p.thread != null)
++n;
}
return n;
}
/**
* 获取队列等待thread集合
*/
public final Collection<Thread> getQueuedThreads() {
ArrayList<Thread> list = new ArrayList<Thread>();
for (Node p = tail; p != null; p = p.prev) {
Thread t = p.thread;
if (t != null)
list.add(t);
}
return list;
}
/**
* 获取独占模式等待thread线程集合
*/
public final Collection<Thread> getExclusiveQueuedThreads() {
ArrayList<Thread> list = new ArrayList<Thread>();
for (Node p = tail; p != null; p = p.prev) {
if (!p.isShared()) {
Thread t = p.thread;
if (t != null)
list.add(t);
}
}
return list;
}
/**
* 获取共享模式等待thread集合
*/
public final Collection<Thread> getSharedQueuedThreads() {
ArrayList<Thread> list = new ArrayList<Thread>();
for (Node p = tail; p != null; p = p.prev) {
if (p.isShared()) {
Thread t = p.thread;
if (t != null)
list.add(t);
}
}
return list;
}
// Internal support methods for Conditions
/**
* 判断节点是否在同步队列中
*/
final boolean isOnSyncQueue(Node node) {
//快速判断1：节点状态或者节点没有前置节点
//注：同步队列是有头节点的，而条件队列没有
if (node.waitStatus == Node.CONDITION || node.prev == null)
return false;
//快速判断2：next字段只有同步队列才会使用，条件队列中使用的是nextWaiter字段
if (node.next != null) // If has successor, it must be on queue
return true;
//上面如果无法判断则进入复杂判断
return findNodeFromTail(node);
}
private boolean findNodeFromTail(Node node) {
Node t = tail;
for (;;) {
if (t == node)
return true;
if (t == null)
return false;
t = t.prev;
}
}
/**
* 将节点从条件队列当中移动到同步队列当中，等待获取锁
*/
final boolean transferForSignal(Node node) {
/*
* 修改节点信号量状态为0，失败直接返回false
*/
if (!compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0))
return false;
/*
* 加入同步队列尾部当中，返回前驱节点
*/
Node p = enq(node);
int ws = p.waitStatus;
//前驱节点不可用 或者 修改信号量状态失败
if (ws > 0 || !compareAndSetWaitStatus(p, ws, Node.SIGNAL))
LockSupport.unpark(node.thread); //唤醒当前节点
return true;
}
final boolean transferAfterCancelledWait(Node node) {
if (compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0)) {
enq(node);
return true;
}
/*
* If we lost out to a signal(), then we can't proceed
* until it finishes its enq(). Cancelling during an
* incomplete transfer is both rare and transient, so just
* spin.
*/
while (!isOnSyncQueue(node))
Thread.yield();
return false;
}
/**
* 入参就是新创建的节点，即当前节点
*/
final int fullyRelease(Node node) {
boolean failed = true;
try {
//这里这个取值要注意，获取当前的state并释放，这从另一个角度说明必须是独占锁
//可以考虑下这个逻辑放在共享锁下面会发生什么？
int savedState = getState();
if (release(savedState)) {
failed = false;
return savedState;
} else {
//如果这里释放失败，则抛出异常
throw new IllegalMonitorStateException();
}
} finally {
/**
* 如果释放锁失败，则把节点取消，由这里就能看出来上面添加节点的逻辑中
* 只需要判断最后一个节点是否被取消就可以了
*/
if (failed)
node.waitStatus = Node.CANCELLED;
}
}
// Instrumentation methods for conditions
public final boolean hasWaiters(ConditionObject condition) {
if (!owns(condition))
throw new IllegalArgumentException("Not owner");
return condition.hasWaiters();
}
/**
* 获取条件队列长度
*/
public final int getWaitQueueLength(ConditionObject condition) {
if (!owns(condition))
throw new IllegalArgumentException("Not owner");
return condition.getWaitQueueLength();
}
/**
* 获取条件队列当中所有等待的thread集合
*/
public final Collection<Thread> getWaitingThreads(ConditionObject condition) {
if (!owns(condition))
throw new IllegalArgumentException("Not owner");
return condition.getWaitingThreads();
}
/**
* 条件对象，实现基于条件的具体行为
*/
public class ConditionObject implements Condition, java.io.Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1173984872572414699L;
/** First node of condition queue. */
private transient Node firstWaiter;
/** Last node of condition queue. */
private transient Node lastWaiter;
/**
* Creates a new {@code ConditionObject} instance.
*/
public ConditionObject() { }
// Internal methods
/**
* 1.与同步队列不同，条件队列头尾指针是firstWaiter跟lastWaiter
* 2.条件队列是在获取锁之后，也就是临界区进行操作，因此很多地方不用考虑并发
*/
private Node addConditionWaiter() {
Node t = lastWaiter;
//如果最后一个节点被取消，则删除队列中被取消的节点
//至于为啥是最后一个节点后面会分析
if (t != null && t.waitStatus != Node.CONDITION) {
//删除所有被取消的节点
unlinkCancelledWaiters();
t = lastWaiter;
}
//创建一个类型为CONDITION的节点并加入队列，由于在临界区，所以这里不用并发控制
Node node = new Node(Thread.currentThread(), Node.CONDITION);
if (t == null)
firstWaiter = node;
else
t.nextWaiter = node;
lastWaiter = node;
return node;
}
/**
* 发信号，通知遍历条件队列当中的节点转移到同步队列当中，准备排队获取锁
*/
private void doSignal(Node first) {
do {
if ( (firstWaiter = first.nextWaiter) == null)
lastWaiter = null;
first.nextWaiter = null;
} while (!transferForSignal(first) && //转移节点
(first = firstWaiter) != null);
}
/**
* 通知所有节点移动到同步队列当中，并将节点从条件队列删除
*/
private void doSignalAll(Node first) {
lastWaiter = firstWaiter = null;
do {
Node next = first.nextWaiter;
first.nextWaiter = null;
transferForSignal(first);
first = next;
} while (first != null);
}
/**
* 删除条件队列当中被取消的节点
*/
private void unlinkCancelledWaiters() {
Node t = firstWaiter;
Node trail = null;
while (t != null) {
Node next = t.nextWaiter;
if (t.waitStatus != Node.CONDITION) {
t.nextWaiter = null;
if (trail == null)
firstWaiter = next;
else
trail.nextWaiter = next;
if (next == null)
lastWaiter = trail;
}
else
trail = t;
t = next;
}
}
// public methods
/**
* 发新号，通知条件队列当中节点到同步队列当中去排队
*/
public final void signal() {
if (!isHeldExclusively())//节点不能已经持有独占锁
throw new IllegalMonitorStateException();
Node first = firstWaiter;
if (first != null)
/**
* 发信号通知条件队列的节点准备到同步队列当中去排队
*/
doSignal(first);
}
/**
* 唤醒所有条件队列的节点转移到同步队列当中
*/
public final void signalAll() {
if (!isHeldExclusively())
throw new IllegalMonitorStateException();
Node first = firstWaiter;
if (first != null)
doSignalAll(first);
}
/**
* Implements uninterruptible condition wait.
* <ol>
* <li> Save lock state returned by {@link #getState}.
* <li> Invoke {@link #release} with saved state as argument,
* throwing IllegalMonitorStateException if it fails.
* <li> Block until signalled.
* <li> Reacquire by invoking specialized version of
* {@link #acquire} with saved state as argument.
* </ol>
*/
public final void awaitUninterruptibly() {
Node node = addConditionWaiter();
int savedState = fullyRelease(node);
boolean interrupted = false;
while (!isOnSyncQueue(node)) {
LockSupport.park(this);
if (Thread.interrupted())
interrupted = true;
}
if (acquireQueued(node, savedState) || interrupted)
selfInterrupt();
}
/** 该模式表示在退出等待时重新中断 */
private static final int REINTERRUPT = 1;
/** 异常中断 */
private static final int THROW_IE = -1;
/**
* 这里的判断逻辑是：
* 1.如果现在不是中断的，即正常被signal唤醒则返回0
* 2.如果节点由中断加入同步队列则返回THROW_IE，由signal加入同步队列则返回REINTERRUPT
*/
private int checkInterruptWhileWaiting(Node node) {
return Thread.interrupted() ?
(transferAfterCancelledWait(node) ? THROW_IE : REINTERRUPT) :
0;
}
/**
* 根据中断时机选择抛出异常或者设置线程中断状态
*/
private void reportInterruptAfterWait(int interruptMode)
throws InterruptedException {
if (interruptMode == THROW_IE)
throw new InterruptedException();
else if (interruptMode == REINTERRUPT)
selfInterrupt();
}
/**
* 加入条件队列等待，条件队列入口
*/
public final void await() throws InterruptedException {
//T2进来
//如果当前线程被中断则直接抛出异常
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
//把当前节点加入条件队列
Node node = addConditionWaiter();
//释放掉已经获取的独占锁资源
int savedState = fullyRelease(node);//T2释放锁
int interruptMode = 0;
//如果不在同步队列中则不断挂起
while (!isOnSyncQueue(node)) {
LockSupport.park(this);//T1被阻塞
//这里被唤醒可能是正常的signal操作也可能是中断
if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
break;
}
/**
* 走到这里说明节点已经条件满足被加入到了同步队列中或者中断了
* 这个方法很熟悉吧？就跟独占锁调用同样的获取锁方法，从这里可以看出条件队列只能用于独占锁
* 在处理中断之前首先要做的是从同步队列中成功获取锁资源
*/
if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)
interruptMode = REINTERRUPT;
//走到这里说明已经成功获取到了独占锁，接下来就做些收尾工作
//删除条件队列中被取消的节点
if (node.nextWaiter != null) // clean up if cancelled
unlinkCancelledWaiters();
//根据不同模式处理中断
if (interruptMode != 0)
reportInterruptAfterWait(interruptMode);
}
/**
* Implements timed condition wait.
* <ol>
* <li> If current thread is interrupted, throw InterruptedException.
* <li> Save lock state returned by {@link #getState}.
* <li> Invoke {@link #release} with saved state as argument,
* throwing IllegalMonitorStateException if it fails.
* <li> Block until signalled, interrupted, or timed out.
* <li> Reacquire by invoking specialized version of
* {@link #acquire} with saved state as argument.
* <li> If interrupted while blocked in step 4, throw InterruptedException.
* <li> If timed out while blocked in step 4, return false, else true.
* </ol>
*/
public final boolean await(long time, TimeUnit unit)
throws InterruptedException {
long nanosTimeout = unit.toNanos(time);
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
Node node = addConditionWaiter();
int savedState = fullyRelease(node);
final long deadline = System.nanoTime() + nanosTimeout;
boolean timedout = false;
int interruptMode = 0;
while (!isOnSyncQueue(node)) {
if (nanosTimeout <= 0L) {
timedout = transferAfterCancelledWait(node);
break;
}
if (nanosTimeout >= spinForTimeoutThreshold)
LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout);
if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
break;
nanosTimeout = deadline - System.nanoTime();
}
if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)
interruptMode = REINTERRUPT;
if (node.nextWaiter != null)
unlinkCancelledWaiters();
if (interruptMode != 0)
reportInterruptAfterWait(interruptMode);
return !timedout;
}
final boolean isOwnedBy(AbstractQueuedSynchronizer sync) {
return sync == AbstractQueuedSynchronizer.this;
}
/**
* Queries whether any threads are waiting on this condition.
* Implements {@link AbstractQueuedSynchronizer#hasWaiters(ConditionObject)}.
*
* @return {@code true} if there are any waiting threads
* @throws IllegalMonitorStateException if {@link #isHeldExclusively}
* returns {@code false}
*/
protected final boolean hasWaiters() {
if (!isHeldExclusively())
throw new IllegalMonitorStateException();
for (Node w = firstWaiter; w != null; w = w.nextWaiter) {
if (w.waitStatus == Node.CONDITION)
return true;
}
return false;
}
/**
* Returns an estimate of the number of threads waiting on
* this condition.
* Implements {@link AbstractQueuedSynchronizer#getWaitQueueLength(ConditionObject)}.
*
* @return the estimated number of waiting threads
* @throws IllegalMonitorStateException if {@link #isHeldExclusively}
* returns {@code false}
*/
protected final int getWaitQueueLength() {
if (!isHeldExclusively())
throw new IllegalMonitorStateException();
int n = 0;
for (Node w = firstWaiter; w != null; w = w.nextWaiter) {
if (w.waitStatus == Node.CONDITION)
++n;
}
return n;
}
/**
* 得到同步队列当中所有在等待的Thread集合
*/
protected final Collection<Thread> getWaitingThreads() {
if (!isHeldExclusively())
throw new IllegalMonitorStateException();
ArrayList<Thread> list = new ArrayList<Thread>();
for (Node w = firstWaiter; w != null; w = w.nextWaiter) {
if (w.waitStatus == Node.CONDITION) {
Thread t = w.thread;
if (t != null)
list.add(t);
}
}
return list;
}
}
/**
* Setup to support compareAndSet. We need to natively implement
* this here: For the sake of permitting future enhancements, we
* cannot explicitly subclass AtomicInteger, which would be
* efficient and useful otherwise. So, as the lesser of evils, we
* natively implement using hotspot intrinsics API. And while we
* are at it, we do the same for other CASable fields (which could
* otherwise be done with atomic field updaters).
* unsafe魔法类，直接绕过虚拟机内存管理机制，修改内存
*/
private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
//偏移量
private static final long stateOffset;
private static final long headOffset;
private static final long tailOffset;
private static final long waitStatusOffset;
private static final long nextOffset;
static {
try {
//状态偏移量
stateOffset = unsafe.objectFieldOffset
(AbstractQueuedSynchronizer.class.getDeclaredField("state"));
//head指针偏移量，head指向CLH队列的头部
headOffset = unsafe.objectFieldOffset
(AbstractQueuedSynchronizer.class.getDeclaredField("head"));
tailOffset = unsafe.objectFieldOffset
(AbstractQueuedSynchronizer.class.getDeclaredField("tail"));
waitStatusOffset = unsafe.objectFieldOffset
(Node.class.getDeclaredField("waitStatus"));
nextOffset = unsafe.objectFieldOffset
(Node.class.getDeclaredField("next"));
} catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
}
/**
* CAS 修改头部节点指向. 并发入队时使用.
*/
private final boolean compareAndSetHead(Node update) {
return unsafe.compareAndSwapObject(this, headOffset, null, update);
}
/**
* CAS 修改尾部节点指向. 并发入队时使用.
*/
private final boolean compareAndSetTail(Node expect, Node update) {
return unsafe.compareAndSwapObject(this, tailOffset, expect, update);
}
/**
* CAS 修改信号量状态.
*/
private static final boolean compareAndSetWaitStatus(Node node,
int expect,
int update) {
return unsafe.compareAndSwapInt(node, waitStatusOffset,
expect, update);
}
/**
* 修改节点的后继指针.
*/
private static final boolean compareAndSetNext(Node node,
Node expect,
Node update) {
return unsafe.compareAndSwapObject(node, nextOffset, expect, update);
}
}
AQS框架具体实现-独占锁实现ReentrantLock
public class ReentrantLock implements Lock, java.io.Serializable {
private static final long serialVersionUID = 7373984872572414699L;
/**
* 内部调用AQS的动作，都基于该成员属性实现
*/
private final Sync sync;
/**
* ReentrantLock锁同步操作的基础类,继承自AQS框架.
* 该类有两个继承类，1、NonfairSync 非公平锁，2、FairSync公平锁
*/
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
private static final long serialVersionUID = -5179523762034025860L;
/**
* 加锁的具体行为由子类实现
*/
abstract void lock();
/**
* 尝试获取非公平锁
*/
final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
//acquires = 1
final Thread current = Thread.currentThread();
int c = getState();
/**
* 不需要判断同步队列（CLH）中是否有排队等待线程
* 判断state状态是否为0，不为0可以加锁
*/
if (c == 0) {
//unsafe操作，cas修改state状态
if (compareAndSetState(0, acquires)) {
//独占状态锁持有者指向当前线程
setExclusiveOwnerThread(current);
return true;
}
}
/**
* state状态不为0，判断锁持有者是否是当前线程，
* 如果是当前线程持有 则state+1
*/
else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
int nextc = c + acquires;
if (nextc < 0) // overflow
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
setState(nextc);
return true;
}
//加锁失败
return false;
}
/**
* 释放锁
*/
protected final boolean tryRelease(int releases) {
int c = getState() - releases;
if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())
throw new IllegalMonitorStateException();
boolean free = false;
if (c == 0) {
free = true;
setExclusiveOwnerThread(null);
}
setState(c);
return free;
}
/**
* 判断持有独占锁的线程是否是当前线程
*/
protected final boolean isHeldExclusively() {
return getExclusiveOwnerThread() == Thread.currentThread();
}
//返回条件对象
final ConditionObject newCondition() {
return new ConditionObject();
}
final Thread getOwner() {
return getState() == 0 ? null : getExclusiveOwnerThread();
}
final int getHoldCount() {
return isHeldExclusively() ? getState() : 0;
}
final boolean isLocked() {
return getState() != 0;
}
/**
* Reconstitutes the instance from a stream (that is, deserializes it).
*/
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
s.defaultReadObject();
setState(0); // reset to unlocked state
}
}
/**
* 非公平锁
*/
static final class NonfairSync extends Sync {
private static final long serialVersionUID = 7316153563782823691L;
/**
* 加锁行为
*/
final void lock() {
/**
* 第一步：直接尝试加锁
* 与公平锁实现的加锁行为一个最大的区别在于，此处不会去判断同步队列(CLH队列)中
* 是否有排队等待加锁的节点，上来直接加锁（判断state是否为0,CAS修改state为1）
* ，并将独占锁持有者 exclusiveOwnerThread 属性指向当前线程
* 如果当前有人占用锁，再尝试去加一次锁
*/
if (compareAndSetState(0, 1))
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
else
//AQS定义的方法,加锁
acquire(1);
}
/**
* 父类AbstractQueuedSynchronizer.acquire()中调用本方法
*/
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
return nonfairTryAcquire(acquires);
}
}
/**
* 公平锁
*/
static final class FairSync extends Sync {
private static final long serialVersionUID = -3000897897090466540L;
final void lock() {
acquire(1);
}
/**
* 重写aqs中的方法逻辑
* 尝试加锁，被AQS的acquire()方法调用
*/
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
final Thread current = Thread.currentThread();
int c = getState();
if (c == 0) {
/**
* 与非公平锁中的区别，需要先判断队列当中是否有等待的节点
* 如果没有则可以尝试CAS获取锁
*/
if (!hasQueuedPredecessors() &&
compareAndSetState(0, acquires)) {
//独占线程指向当前线程
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;
}
}
/**
* 默认构造函数，创建非公平锁对象
*/
public ReentrantLock() {
sync = new NonfairSync();
}
/**
* 根据要求创建公平锁或非公平锁
*/
public ReentrantLock(boolean fair) {
sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
}
/**
* 加锁
*/
public void lock() {
sync.lock();
}
/**
* 尝试获去取锁，获取失败被阻塞，线程被中断直接抛出异常
*/
public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
sync.acquireInterruptibly(1);
}
/**
* 尝试加锁
*/
public boolean tryLock() {
return sync.nonfairTryAcquire(1);
}
/**
* 指定等待时间内尝试加锁
*/
public boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException {
return sync.tryAcquireNanos(1, unit.toNanos(timeout));
}
/**
* 尝试去释放锁
*/
public void unlock() {
sync.release(1);
}
/**
* 返回条件对象
*/
public Condition newCondition() {
return sync.newCondition();
}
/**
* 返回当前线程持有的state状态数量
*/
public int getHoldCount() {
return sync.getHoldCount();
}
/**
* 查询当前线程是否持有锁
*/
public boolean isHeldByCurrentThread() {
return sync.isHeldExclusively();
}
/**
* 状态表示是否被Thread加锁持有
*/
public boolean isLocked() {
return sync.isLocked();
}
/**
* 是否公平锁？是返回true 否则返回 false
*/
public final boolean isFair() {
return sync instanceof FairSync;
}
/**
* 获取持有锁的当前线程
*/
protected Thread getOwner() {
return sync.getOwner();
}
/**
* 判断队列当中是否有在等待获取锁的Thread节点
*/
public final boolean hasQueuedThreads() {
return sync.hasQueuedThreads();
}
/**
* 当前线程是否在同步队列中等待
*/
public final boolean hasQueuedThread(Thread thread) {
return sync.isQueued(thread);
}
/**
* 获取同步队列长度
*/
public final int getQueueLength() {
return sync.getQueueLength();
}
/**
* 返回Thread集合，排队中的所有节点Thread会被返回
*/
protected Collection<Thread> getQueuedThreads() {
return sync.getQueuedThreads();
}
/**
* 条件队列当中是否有正在等待的节点
*/
public boolean hasWaiters(Condition condition) {
if (condition == null)
throw new NullPointerException();
if (!(condition instanceof AbstractQueuedSynchronizer.ConditionObject))
throw new IllegalArgumentException("not owner");
return sync.hasWaiters((AbstractQueuedSynchronizer.ConditionObject)condition);
}
}
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