多线程进阶学习10------AQS详解(1)

简介: 多线程进阶学习10------AQS详解(1)

AbstractQueuedSynchronizer,来自于JDK1.5,位于JUC包,由并发编程大师Doug Lea编写,字面翻译就是“抽象队列同步器”,简称为AQS。AQS作为一个抽象类,是构建JUC包中的锁(比如ReentrantLock)或者其他同步组件(比如CountDownLatch)的底层基础框架。

这个框架有几个重要的模块:

state:同步量,所有线程是通过竞争他,来判断是否加锁成功。既然是以它为标准,那当然需要保证可见性。所以state用volatie修饰。

同步队列:竞争同步量调用acquire失败后进入的一个等待队列,由双向链表组成。

condition:光只有锁还不够,我们在多线程间做线程同步,有更多复杂的需求,哪怕我获取锁了,但是我还需要等待另一个线程给我加工些东西,那么我还需要进入等待。我们可以通过condition.await来进入条件队列进行等待并且释放锁,等其他线程signal该线程。

条件队列:等待条件进入的就是条件队列,一个锁可以生成多个condition对象,也就是可以等待多种条件来进行线程同步。条件可以有很多个,条件队列也可以有很多个。这样线程间能根据不同条件进行更复杂的并发控制。

LockSuport:获取锁失败,或者获取条件,我们线程都会进入一个队列进行阻塞等待。那么阻塞这个操作,就依赖我们的基础工具LockSuport.park来支持。

那么接下来,我们就深入了解这些模块

AbstractQueuedSynchronizer抽象类

属性

//指向同步队列的哨兵头结点
private transient volatile Node head;
//指向同步队列的尾节点
private transient volatile Node tail;
//最重要的同步量
private volatile int state;
//用来保存当前获取锁的线程,以便后期判断。需要实现者去设置值
private transient Thread exclusiveOwnerThread;

需重写方法

/**
 * 独占式获取锁,该方法需要查询当前状态并判断锁是否符合预期,然后再进行CAS设置锁。返回true则成功,否则失败。
 *
 * @param arg 参数,在实现的时候可以传递自己想要的值
 * @return 返回true则成功,否则失败。
 */
protected boolean tryAcquire(int arg) {
    throw new UnsupportedOperationException();
}
/**
 * 独占式释放锁,等待获取锁的线程将有机会获取锁。返回true则成功,否则失败。
 *
 * @param arg 参数,在实现的时候可以传递自己想要的数据
 * @return 返回true则成功,否则失败。
 */
protected boolean tryRelease(int arg) {
    throw new UnsupportedOperationException();
}
/**
 * 共享式获取锁,返回大于等于0的值表示获取成功,否则失败。
 *
 * @param arg 参数,在实现的时候可以传递自己想要的数据
 * @return 返回大于等于0的值表示获取成功,否则失败。
 * 如果返回值小于0,表示当前线程共享锁失败
 * 如果返回值大于0,表示当前线程共享锁成功,并且接下来其他线程尝试获取共享锁的行为很可能成功
 * 如果返回值等于0,表示当前线程共享锁成功,但是接下来其他线程尝试获取共享锁的行为会失败(实际上也有可能成功,在后面的源码部分会将)
 */
protected int tryAcquireShared(int arg) {
    throw new UnsupportedOperationException();
}
/**
 * 共享式释放锁。返回true成功,否则失败。
 *
 * @param arg 参数,在实现的时候可以传递自己想要的数据
 * @return 返回true成功,否则失败。
 */
protected boolean tryReleaseShared(int arg) {
    throw new UnsupportedOperationException();
}
/**
 * 判断当前线程是否独占锁。比如我们调用signal方法,就需要线程独占锁才能触发条件通知
 *
 * @return 如果同步是以独占方式进行的,则返回true;其他情况则返回 false
 */
protected boolean isHeldExclusively() {
    throw new UnsupportedOperationException();
}

供调用方法

这个框架提供给子类直接调用的模板方法都是final修饰的,不让子类重写。

它们又分为三类:

独占方式

/**
* 独占式获取同步状态,如果当前线程获取同步状态成功,则由该方法返回,
* 否则,将会进入同步队列等待。
* 该方法不会响应中断。该方法内部调用了可重写的tryAcquire方法。
*/
public final void acquire(int arg)
/**
*与acquire方法相同,但是该方法响应中断,当前线程未获取到同步状态而进入同步队列中,
*如果当前被中断,则该方法会抛出InterruptedException并返回。
*/
public final void acquireInterruptibly(int arg)(int arg)
/**
*在acquireInterruptibly方法基础上增加了超时限制,
* 如果当前线程在超时时间内没有获取到同步状态,
* 那么将会返回false,获取到了返回true。
*/
public final boolean tryAcquireNanos(int arg,long nanos)
/**
*独占式的释放同步状态,该方法会在释放同步状态之后
* 将同步队列中第一个结点包含的线程唤醒。
* 该方法内部调用了可重写的tryRelease方法。
*/
public final boolean release(int arg)

共享方式

/**
 * 共享式获取同步状态,如果当前线程未获取到同步状态,将会进入同步队列等待。
 * 与独占式的不同是同一时刻可以有多个线程获取到同步状态。该方法不会响应中断。
 * 该方法内部调用了可重写的tryAcquireShared方法。
 */
public final void acquireShared(int arg)
/**
 * 与acquireShared (int arg) 相同,但是该方法响应中断,
 * 当前线程未获取到同步状态而进入同步队列中,
 * 如果当前被中断,则该方法会抛出InterruptedException并返回。
 */
public final void acquireSharedInterruptibly(int arg)
/**
 *在acquireSharedInterruptibly方法基础上增加了超时限制,
 * 如果当前线程在超时时间内没有获取到同步状态,
 * 那么将会返回false,获取到了返回true。
 */
public final boolean tryAcquireSharedNanos(int arg,long nanos)
/**
 *共享式释放同步状态,该方法会在释放同步状态之后,尝试唤醒同步队列中的后继节点中的线程。
 * 该方法内部调用了可重写的tryReleaseShared方法。
 */
public final boolean releaseShared(int arg)

获取线程等待情况

//有些子类有需求,想要获取同步队列上的所有线程,让用户好操作
public final Collection<Thread> getQueuedThreads()

加锁解锁流程

加锁失败会进入一个同步队列,我们先看看这个队列的结构

public abstract class AbstractQueuedSynchronizer extends
            AbstractOwnableSynchronizer implements java.io.Serializable {
        /**
         * 当前获取锁的线程,该变量定义在父类中,AQS直接继承。在独占锁的获取时,如果是重入锁,那么需要知道到底是哪个线程获得了锁。没有就是null
         */
        private transient Thread exclusiveOwnerThread;
        /**
         * AQS中保持的对同步队列的引用
         * 队列头结点,实际上是一个哨兵结点,不代表任何线程,head所指向的Node的thread属性永远是null。
         */
        private transient volatile Node head;
        /**
         * 队列尾结点,后续的结点都加入到队列尾部
         */
        private transient volatile Node tail;
        /**
         * 同步状态
         */
        private volatile int state;
        /**
         * Node内部类,同步队列的结点类型
         */
        static final class Node {
            /*AQS支持共享模式和独占模式两种类型,下面表示构造的结点类型标记*/
            /**
             * 共享模式下构造的结点,用来标记该线程是获取共享资源时被阻塞挂起后放入AQS 队列的
             */
            static final Node SHARED = new Node();
            /**
             * 独占模式下构造的结点,用来标记该线程是获取独占资源时被阻塞挂起后放入AQS 队列的
             */
            static final Node EXCLUSIVE = null;
            /*线程结点的等待状态,用来表示该线程所处的等待锁的状态*/
            /**
             * 指示当前结点(线程)需要取消等待
             * 由于在同步队列中等待的线程发生等待超时、中断、异常,即放弃获取锁,需要从同步队列中取消等待,就会变成这个状态
             * 如果结点进入该状态,那么不会再变成其他状态
             */
            static final int CANCELLED = 1;
            /**
             * 指示当前结点(线程)的后续结点(线程)需要取消等待(被唤醒)
             * 如果一个结点状态被设置为SIGNAL,那么后继结点的线程处于挂起或者即将挂起的状态
             * 当前结点的线程如果释放了锁或者放弃获取锁并且结点状态为SIGNAL,那么将会尝试唤醒后继结点的线程以运行
             * 这个状态通常是由后继结点给前驱结点设置的。一个结点的线程将被挂起时,会尝试设置前驱结点的状态为SIGNAL
             */
            static final int SIGNAL = -1;
            /**
             * 线程在等待队列里面等待,waitStatus值表示线程正在等待条件
             * 原本结点在等待队列中,结点线程等待在Condition上,当其他线程对Condition调用了signal()方法之后
             * 该结点会从从等待队列中转移到同步队列中,进行同步状态的获取
             */
            static final int CONDITION = -2;
            /**
             * 释放共享资源时需要通知其他结点,waitStatus值表示下一个共享式同步状态的获取应该无条件传播下去
             */
            static final int PROPAGATE = -3;
            /**
             * 记录当前线程等待状态值,包括以上4中的状态,还有0,表示初始化状态
             */
            volatile int waitStatus;
            /**
             * 前驱结点,当结点加入同步队列将会被设置前驱结点信息
             */
            volatile Node prev;
            /**
             * 后继结点
             */
            volatile Node next;
            /**
             * 当前获取到同步状态的线程
             */
            volatile Thread thread;
            /**
             * 等待队列中的后继结点,如果当前结点是共享模式的,那么这个字段是一个SHARED常量
             * 在独占锁模式下永远为null,仅仅起到一个标记作用,没有实际意义。
             */
            Node nextWaiter;
            /**
             * 如果是共享模式下等待,那么返回true(因为上面的Node nextWaiter字段在共享模式下是一个SHARED常量)
             */
            final boolean isShared() {
                return nextWaiter == SHARED;
            }
            /**
             * 用于建立初始头结点或SHARED标记
             */
            Node() {
            }
            /**
             * 用于添加到等待队列
             *
             * @param thread
             * @param mode
             */
            Node(Thread thread, Node mode) {
                this.nextWaiter = mode;
                this.thread = thread;
            }
            //......
        }
    }
}

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它的head引用指向的头结点作为哨兵结点,不存储任何与等待线程相关的信息,或者可以当作是已经获得锁的结点。第二个结点开始才是真正的等待线程构建的结点,后续的结点会加入到链表尾部。

入尾部的操作是采用cas的方式,能保证线程安全。

线程在释放锁的时候,会调用release,子类去管理state值的重置,模板骨架会从同步队列找出最早的一个来唤醒。

独占锁加锁

通过调用AQS的acquire模版方法可以独占式的获取锁,该方法不会响应中断,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出。基于独占式实现的组件有ReentrantLock等。

该方法大概步骤如下:

  1. 首先调用tryAcquire方法尝试获取锁,如果获取锁成功会返回true,方法结束;否则获取锁失败返回false,然后进行下一步的操作。
  2. 通过addWaiter方法将线程按照独占模式Node.EXCLUSIVE构造同步结点,并添加到同步队列的尾部。
  3. 然后通过acquireQueued(Node node,int arg)方法继续自旋获取锁。
  4. 一次自旋中如果获取不到锁,那么判断是否可以挂起并尝试挂起结点中的线程(调用LockSupport.park(this)方法挂起自己,注意这里的线程状态是WAITING)。而挂起线程的唤醒主要依靠前驱结点或线程被中断来实现,注意唤醒之后会继续自旋尝试获得锁。
  5. 终只有获得锁的线程才能从acquireQueued方法返回,然后根据返回值判断是否调用selfInterrupt设置中断标志位,但此时线程处于运行态,即使设置中断标志位也不会抛出异常(即acquire(lock)方法不会响应中断)。
  6. 线程获得锁,acquire方法结束,从lock方法中返回,继续后续执行同步代码!
/**
 * 独占式的尝试获取锁,一直获取不成功就进入同步队列等待
 */
public final void acquire(int arg) {
    //内部是由4个方法的调用组成的
    if (!tryAcquire(arg) && acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
        selfInterrupt();
}

tryAcquire尝试获取独占锁

这就是子类去重写的尝试获取独占锁的方法,在很多场景会复用到该方法

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

addWaiter加入到同步队列

addWaiter方法是AQS提供的,也不需要我们重写,或者说是锁的通用方法!

addWaiter方法用于将按照独占模式构造的同步结点Node.EXCLUSIVE添加到同步队列的尾部。大概步骤为:

按照给定模式,构建新结点。

如果同步队列不为null,则尝试将新结点添加到队列尾部(只尝试一次),如果添加成功则返回新结点,方法结束。

如果队列为null或者添加失败,则调用enq方法循环尝试添加,直到成功,返回新结点,方法结束。

/**
 * addWaiter(Node node)方法将获取锁失败的线程构造成结点加入到同步队列的尾部
 *
 * @param mode 模式。独占模式传入的是一个Node.EXCLUSIVE,即null;共享模式传入的是一个Node.SHARED,即一个静态结点对象(共享的、同一个)
 * @return 返回构造的结点
 */
private Node addWaiter(Node mode) {
    /*1 首先构造结点*/
    Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
    /*2 尝试将结点直接放在队尾*/
    //直接获取同步器的tail结点,使用pred来保存
    Node pred = tail;
    /*如果pred不为null,实际上就是队列不为null
     * 那么使用CAS方式将当前结点设为尾结点
     * */
    if (pred != null) {
        node.prev = pred;
        //通过使用compareAndSetTail的CAS方法来确保结点能够被线程安全的添加,虽然不一定能成功。
        if (compareAndSetTail(pred, node)) {
            //将新构造的结点置为原队尾结点的后继
            pred.next = node;
            //返回新结点
            return node;
        }
    }
    /*
     * 3 走到这里,可能是:
     * (1) 由于可能是并发条件,并且上面的CAS操作并没有循环尝试,因此可能添加失败
     * (2) 队列可能为null
     * 调用enq方法,采用自旋方式保证构造的新结点成功添加到同步队列中
     * */
    enq(node);
    return node;
}
/**
 * addWaiter方法中使用到的Node构造器
 *
 * @param thread 当前线程
 * @param mode   模式
 */
Node(Thread thread, AbstractQueuedSynchronizer.Node mode) {
    //等待队列中的后继结点 就等于该结点的模式
    //由此可知,共享模式该值为Node.SHARED结点常量,独占模式该值为null
    this.nextWaiter = mode;
    //当前线程
    this.thread = thread;
}

enq保证结点入队

enq做两件事

1.如果没初始化,可以初始化队列,生成哨兵节点

2.循环保证一定插入成功

/**
 * 循环,直到尾结点添加成功
 */
private Node enq(final Node node) {
    /*死循环操作,直到添加成功*/
    for (; ; ) {
        //获取尾结点t
        Node t = tail;
        /*如果队列为null,则初始化同步队列*/
        if (t == null) {
            /*调用compareAndSetHead方法,初始化同步队列
             * 注意:这里是新建了一个空白结点,这就是传说中的哨兵结点
             * CAS成功之后,head将指向该哨兵结点,返回true
             * */
            if (compareAndSetHead(new Node()))
                //尾结点指向头结点(哨兵结点)
                tail = head;
            /*之后并没有结束,而是继续循环,此时队列已经不为空了,因此会进行下面的逻辑*/
        }
        /*如果队列不为null,则和外面的的方法类似,调用compareAndSetTail方法,新建新结点到同步队列尾部*/
        else {
            /*1 首先修改新结点前驱的指向,这一步不是安全的
            但是没关系,因为这一步如果发生了冲突,那么下面的CAS操作必然之后有一条线程会成功
            其他线程将会重新循环尝试*/
            node.prev = t;
            /*
             * 2 调用compareAndSetTail方法通过CAS方式尝试将结点添加到同步队列尾部
             * 如果添加成功,那么才能继续下一步,结束这个死循环,否则就会不断循环尝试添加
             * */
            if (compareAndSetTail(t, node)) {
                //3 修改原尾结点后继结点的指向
                t.next = node;
                //返回新结点,结束死循环
                return t;
            }
        }
    }
}
/**
 * CAS添加头结点. 仅仅在enq方法中用到
 *
 * @param update 头结点
 * @return true 成功;false 失败
 */
private final boolean compareAndSetHead(Node update) {
    return unsafe.compareAndSwapObject(this, headOffset, null, update);
}
/**
 * CAS添加尾结点. 仅仅在enq方法中用到
 *
 * @param expect 预期原尾结点
 * @param update 新尾结点
 * @return true 成功;false 失败
 */
private final boolean compareAndSetTail(Node expect, Node update) {
    return unsafe.compareAndSwapObject(this, tailOffset, expect, update);
}

acquireQueued结点自旋获取锁

能够走到该方法,那么说明通过了tryAcquire()和addWaiter()方法,表示该线程获取锁已经失败并且被放入同步队列尾部了。

acquireQueued方法表示结点进入同步队列之后的动作,实际上就进入了一个自旋的过程,自旋过程中,当条件满足,获取到了锁,就可以从这个自旋中退出并返回,否则可能会阻塞该结点的线程,后续即使阻塞被唤醒,还是会自旋尝试获取锁,直到成功或者而抛出异常。

最终如果该方法会因为获取到锁而退出,则会返回否被中断标志的标志位 或者 因为异常而退出,则会抛出异常!大概步骤为:

  1. 同样开启一个死循环,在死循环中进行下面的操作;
  2. 如果当前结点的前驱是head结点,那么尝试获取锁,如果获取锁成功,那么当前结点设置为头结点head,当前结点线程出队,表示当前线程已经获取到了锁,然后返回是否被中断标志,结束循环,进入finally;
  3. 如果当前结点的前驱不是head结点或者尝试获取锁失败,那么判断当前线程是否应该被挂起,如果返回true,那么调用parkAndCheckInterrupt挂起当前结点的线程(LockSupport.park 方法挂起线程,线程出于WAITING),此时不再执行后续的步骤、代码。
  4. 如果当前线程不应该被挂起,即返回false,那本次循环结束,继续下一次循环。
  5. 如果线程被其他线程唤醒,那么判断是否是因为中断而被唤醒并修改标志位,同时继续循环,直到在步骤2获得锁,才能跳出循环!(这也是acquire方法不会响应中断的原理—park方法被中断时不会抛出异常,仅仅是从挂起状态返回,然后需要继续尝试获取锁)
  6. 最终,线程获得了锁跳出循环,或者发生异常跳出循环,那么会执行finally语句块,finally中判断线程是否是因为发生异常而跳出循环,如果是,那么执行cancelAcquire方法取消该结点获取锁的请求;如果不是,即因为获得锁跳出循环,则finally中什么也不干!
/**
 * @param node 新结点
 * @param arg  参数
 * @return 如果在等待时中断,则返回true
 */
final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
    //failed表示获取锁是否失败标志
    boolean failed = true;
    try {
        //interrupted表示是否被中断标志
        boolean interrupted = false;
        /*死循环*/
        for (; ; ) {
            //获取新结点的前驱结点
            final Node p = node.predecessor();
            /*只有前驱结点是头结点的时候才能尝试获取锁
             * 同样调用tryAcquire方法获取锁
             * */
            if (p == head && tryAcquire(arg)) {
                //获取到锁之后,就将自己设置为头结点(哨兵结点),线程出队列
                setHead(node);
                //前驱结点(原哨兵结点)的链接置空,由JVM回收
                p.next = null;
                //获取锁是否失败改成false,表示成功获取到了锁
                failed = false;
                //返回interrupted,即返回线程是否被中断
                return interrupted;
            }
            /*前驱结点不是头结点或者获取同步状态失败*/
            /*shouldParkAfterFailedAcquire检测线程是否应该被挂起,如果返回true
             * 则调用parkAndCheckInterrupt用于将线程挂起
             * 否则重新开始循环
             * */
            if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                    parkAndCheckInterrupt())
                /*到这一步,说明是当前结点(线程)因为被中断而唤醒,那就改变自己的中断标志位状态信息为true
                 * 然后又从新开始循环,直到获取到锁,才能返回
                 * */
                interrupted = true;
        }
    }
    /*线程获取到锁或者发生异常之后都会执行的finally语句块*/ finally {
        /*如果failed为true,表示获取锁失败,即对应发生异常的情况,
        这里发生异常的情况只有在tryAcquire方法和predecessor方法中可能会抛出异常,此时还没有获得锁,failed=true
        那么执行cancelAcquire方法,该方法用于取消该线程获取锁的请求,将该结点的线程状态改为CANCELLED,并尝试移除结点(如果是尾结点)
        另外,在超时等待获取锁的的方法中,如果超过时间没有获取到锁,也会调用该方法
        如果failed为false,表示获取到了锁,那么该方法直接结束,继续往下执行;*/
        if (failed)
            //取消获取锁请求,将当前结点从队列中移除,
            cancelAcquire(node);
    }
}
/**
 * 位于Node结点类中的方法
 * 返回上一个结点,或在 null 时引发 NullPointerException。 当前置不能为空时使用。 空检查可以取消,表示此异常无代码层面的意义,但可以帮助 VM?所以这个异常到底有啥用?
 *
 * @return 此结点的前驱
 */
final Node predecessor() throws NullPointerException {
    //获取前驱
    Node p = prev;
    //如果为null,则抛出异常
    if (p == null)
        throw new NullPointerException();
    else
        //返回前驱
        return p;
}
/**
 * head指向node新结点,该方法是在tryAcquire获取锁之后调用,不会产生线程安全问题
 *
 * @param node 新结点
 */
private void setHead(Node node) {
    head = node;
    //新结点的thread和prev属性置空
    //即丢弃原来的头结点,新结点成为哨兵结点,内部线程出队
    //设置里虽然线程引用置空了,但是一般在tryAcquire方法中轨记录获取到锁的线程,因此不担心找不到是哪个线程获取到了锁
    //这里也能看出,哨兵结点或许也可以叫做"获取到锁的结点"
    node.thread = null;
    node.prev = null;
}

shouldParkAfterFailedAcquire结点是否应该挂起

shouldParkAfterFailedAcquire方法在没有获取到锁之后调用,用于判断当前结点是否需要被挂起。大概步骤如下:

  1. 如果前驱结点已经是SIGNAL(-1)状态,即表示当前结点可以挂起,返回true,方法结束;
  2. 否则,如果前驱结点状态大于0,即 Node.CANCELLED,表示前驱结点放弃了锁的等待,那么由该前驱向前查找,直到找到一个状态小于等于0的结点,当前结点排在该结点后面,返回false,方法结束;
  1. 否则,前驱结点的状态既不是SIGNAL(-1),也不是CANCELLED(1),尝试CAS设置前驱结点的状态为SIGNAL(-1),返回false,方法结束!

只有前驱结点状态为SIGNAL时,当前结点才能安心挂起,否则一直自旋!

从这里能看出来,一个结点的SIGNAL状态一般都是由它的后继结点设置的,但是这个状态却是表示后继结点的状态,表示的意思就是前驱结点如果释放了锁,那么就有义务唤醒后继结点!

/**
 * 检测当前结点(线程)是否应该被挂起
 *
 * @param pred 该结点的前驱
 * @param node 该结点
 * @return 如果前驱结点已经是SIGNAL状态,当前结点才能挂起,返回true;否则,可能会查找新的前驱结点或者尝试将前驱结点设置为SIGNAL状态,返回false
 */
private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {
    //获取 前取的waitStatus_等待状态
    //回顾创建结点时候,并没有给waitStatus赋值,因此每一个结点最开始的时候waitStatus的值都为0
    int ws = pred.waitStatus;
    /*如果前驱结点已经是SIGNAL状态,即表示当前结点可以挂起*/
    if (ws == Node.SIGNAL)
        return true;
    /*如果前驱结点状态大于0,即 Node.CANCELLED 表示前驱结点放弃了锁的等待*/
    if (ws > 0) {
        /*由该前驱向前查找,直到找到一个状态小于等于0的结点(即没有被取消的结点),当前结点成为该结点的后驱,这一步很重要,可能会清理一段被取消了的结点,并且如果该前驱释放了锁,还会唤醒它的后继,保持队列活性*/
        do {
            node.prev = pred = pred.prev;
        } while (pred.waitStatus > 0);
        pred.next = node;
    }
    /*否则,前驱结点的状态既不是SIGNAL(-1),也不是CANCELLED(1)*/
    else {
        /*前驱结点的状态CAS设置为SIGNAL(-1),可能失败,但没关系,因为失败之后会一直循环*/
        compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);
    }
    //返回false,表示当前结点不能挂起
    return false;
}

parkAndCheckInterrupt挂起线程&判断中断状态

shouldParkAfterFailedAcquire方法返回true之后,将会调用parkAndCheckInterrupt方法挂起线程并且后续判断中断状态,分两步:

  1. 使用LockSupport.park(this)挂起该线程,不再执行后续的步骤、代码。直到该线程被中断或者被唤醒(unpark)!
  2. 如果该线程被中断或者唤醒,那么返回Thread.interrupted()方法的返回值,该方法用于判断前线程的中断状态,并且清除该中断状态,即,如果该线程因为被中断而唤醒,则中断状态为true,将中断状态重置为false,并返回true,如果该线程不是因为中断被唤醒,则中断状态为false,并返回false。
/**
 * 挂起线程,在线程返回后返回中断状态
 *
 * @return 如果因为线程中断而返回,而返回true,否则返回false
 */
private final boolean parkAndCheckInterrupt() {
    /*1)使用LockSupport.park(this)挂起该线程,不再执行后续的步骤、代码。直到该线程被中断或者被唤醒(unpark)*/
    LockSupport.park(this);
    /*2)如果该线程被中断或者唤醒,那么返回Thread.interrupted()方法的返回值,
    该方法用于判断前线程的中断状态,并且清除该中断状态,即,如果该线程因为被中断而唤醒,则中断状态为true,将中断状态重置为false,并返回true,注意park方法被中断时不会抛出异常!
    如果该线程不是因为中断被唤醒,则中断状态为false,并返回false*/
    return Thread.interrupted();
}

finally代码块

在acquireQueued方法中,具有一个finally代码块,那么无论try中发生了什么,finally代码块都会执行的。在acquire独占式不可中断获取锁的方法中,执行finally的只有两种情况:

  1. 当前结点(线程)最终获取到了锁,此时会进入finally,而在获取到锁之后会设置failed = false。
  2. 在try中发生了异常,此时直接跳到finally中。这里发生异常的情况只可能在tryAcquire或predecessor方法中发生,然后直接进入finally代码块中,此时还没有获得锁,failed=true!

a. tryAcquire方法是我们自己实现的,抛出什么异常由我们来定,就算抛出异常一般也不会在acquireQueued中抛出,可能在最开始调用tryAcquire时就抛出了。

b.predecessor方法中,会检查如果前驱结点为null则抛出NullPointerException。但是注释中又说这个检查无代码层面的意义,或许是这个异常永远不会抛出?

finally代码块中的逻辑为:

  1. 如果failed = true,表示没有获取锁而进行finally,即发生了异常。那么执行cancelAcquire方法取消当前结点线程获取锁的请求,acquireQueued方法结束,然后抛出异常。
  2. 如果failed = false,表示已经获取到了锁,那么实际上finally中什么都不会执行。acquireQueued方法结束,返回interrupted—是否被中断标志。

综上所述,在acquire独占式不可中断获取锁的方法中,大部分情况在finally中都是什么也不干就返回了,或者说抛出异常的情况基本没有,因此cancelAcquire方法基本不考虑。

但是在可中断获取锁或者超时获取锁的方法中,执行到cancelAcquire方法的情况还是比较常见的。因此将cancelAcquire方法的源码分析放到可中断获取锁方法的源码分析部分!

selfInterrupt自我中断

selfInterrupt是acquire中最后可能调用的一个方法,顾名思义,用于自我中断,什么意思呢,就是根据!tryAcquire和acquireQueued返回值判断是否需要设置中断标志位。

只有tryAcquire尝试失败,并且acquireQueued方法true时,才表示该线程是被中断过了的,但是在parkAndCheckInterrupt里面判断中断标志位之后又重置的中断标志位(interrupted方法会重置中断标志位)。

虽然看起来没啥用,但是本着负责的态度,还是将中断标志位记录下来。那么此时重新设置该线程的中断标志位为true。

/**
 * 中断当前线程,由于此时当前线程出于运行态,因此只会设置中断标志位,并不会抛出异常
 */
static void selfInterrupt() {
    Thread.currentThread().interrupt();
}


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