ReentrantLock 原理解析(下)

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简介: ReentrantLock 原理解析

node.predecessor(); 方法获取前节点,之前我们有看到 aqs 是必须要初始化的,通常情况下都不是 null 的。


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


shouldParkAfterFailedAcquire()


shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) 方法, 简单的讲就是把[node] 的有效前驱(有效是指node不是CANCELLED的)找到,并且将有效前驱的状态设置为SIGNAL,之后便返回true代表马上可以阻塞了。


private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {
        // 获取前驱节点的状态
        int ws = pred.waitStatus;
        // 如果是 SIGNAL 状态,即等待被占用的资源释放,直接返回 true
        // 准备继续调用 parkAndCheckInterrupt 方法
        if (ws == Node.SIGNAL)
            return true;
        // ws 大于 0 说明是 cancelled 状态
        if (ws > 0) {
            // 循环判断节点的前驱节点是否也是 cancelled 状态,忽略该节点重新链接队列
            do {
                node.prev = pred = pred.prev;
            } while (pred.waitStatus > 0);
            pred.next = node;
        } else {
            // 将当前节点的前驱节点设置为 SIGNAL 状态,用于后续唤醒操作
            // 程序第一次执行到这里返回为 false,还会进行外层第二次循环,最终从代码第 7 行返回
            compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);
        }
        return false;
    }


parkAndCheckInterrupt(),


parkAndCheckInterrupt()阻塞当前线程, 就是当线程多次获取锁失败后,进入 AQS 阻塞队列中进入阻塞等待,等持有者释放资源,激活当前线程。


private final boolean parkAndCheckInterrupt() {
    // 线程挂起,程序不会继续向下珍惜i给你
    LockSupport.park(this);
    // 根据 park 方法 api 描述,程序下面三情况会继续向下执行
    // 1. 调用 unpark
    // 2. 被中断 (interrupt)
    // 3. 其他不合逻辑的返回才会继续向下执行
    // 因上述三种情况程序执行至此,返回当前线程的中断状态,并清空中断状态
    // 如果由于被中断,该方法会返回 true
    return Thread.interrupted();
}


unlock 方法


非公平锁方式解锁


解锁过程:


1、 unlock 方法源代码入,内部调用 release 方法并且传入一个 1 ,其实可以理解为归还/释放一个这把锁。


image.png


2、release 方法中有两个操作:第一步是执行 tyRelease 方法进行真正的解锁,如果解锁失败返回 false 返回, 第二部如果解锁成功,会去判断 AQS 中是否有等待的节点(即等待的线程)如果有就调用 unparkSuccessor 去 unpark 队列中第一个等待的线程。


image.png


3、我们先来看 tryRelease 方法, 首先是获取 state 变量的值,然后通过getState() - releases 来获取解锁后的值,再此之前还有一个判断就是判断的当前锁的持有者是否是当前线程,如果不是将抛出:IllegalMonitorStateException 异常;然后解锁后 state == 0 这个状态我们可以理解为 “完全解锁“ (其实这个是相对于锁重入来说的)。如果完全解锁就清空当前锁的线程持有者。然后在通过 cas 修改 state 的值。最终返回接锁后的布尔值。 其实这里有个小细节就是只有在 state = 0 的时候解锁的布尔值才会返回 true.


protected final boolean tryRelease(int releases) {
    // state -1
    int c = getState() - releases;
    if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())
        throw new IllegalMonitorStateException();
    boolean free = false;
    if (c == 0) {
        free = true;
        // 清空锁持有者
        setExclusiveOwnerThread(null);
    }
    // cas 修改 state
    setState(c);
    return free;
}


4、unparkSuccessor(h);方法主要是实现 AQS 中节点的唤醒操作, 它接受的一个参数就是我们在第二个步骤的时候传入的 node 节点,其实就是 AQS 的对头节点。这里通常就在头节点的下一个节点 , 如果没有找到会通过尾节点向前查找。最终确定需要唤醒的排队节点 s 执行 LockSupport.unpark(s.thread) 方法进入前面的抢锁的逻辑。


private void unparkSuccessor(Node node) {
        /*
         * If status is negative (i.e., possibly needing signal) try
         * to clear in anticipation of signalling.  It is OK if this
         * fails or if status is changed by waiting thread.
         */
        int ws = node.waitStatus;
        if (ws < 0)
            compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0);
        /*
         * Thread to unpark is held in successor, which is normally
         * just the next node.  But if cancelled or apparently null,
         * traverse backwards from tail to find the actual
         * non-cancelled successor.
         */
        Node s = node.next;
        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)
            // 排队节点唤醒
            LockSupport.unpark(s.thread);
    }


ReentrantLock 总结


流程图梳理:


image.png


其实我刚开始看这块的时候,还事比较乱的,大家可以按照自己的思路,结合 ReentrantLock 源码尝试去分析,才能逐步的清晰和掌握。


参考资料





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