AQS 草稿

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独占资源

获取独占

流程
  1. 尝试获取资源,成功则直接返回,失败则进入队列再次尝试获取资源,

  2. 成功则修改头节点为自己的节点,旧头节点移出队列。失败则阻塞之前修改前驱快照ws再次尝试获取资源。

  3. 成功则修改头节点为自己节点,旧头节点移出队列。失败则阻塞。

释放独占

流程:
  1. 尝试释放独占资源,若成功,则唤醒头节点的后继(如果存在需要唤醒的后继)。若失败则返回false。

多线程下队列状态分析

假设线程A,B先后尝试获取锁,线程进入队列的时候一定都是插入队列尾部。(由CAS tail保证) 此时队列状态有下图可能性

  1. head-> B (tail 是B) (线程A还未进入队列就获取成功了)
  2. head-> A -> B (线程A,B第一步都失败,tail = B )
  3. head-> B -> A (线程A,B第一步都失败, tail = A)

队列中的节点,只有head节点的后继才可以进行尝试获取资源操作,(当然,这里的head节点并不保证是最新值。)假设线程A为head节点后继(即状态2所示) 线程A获取资源成功后,队列如下图所示:

  • A->B (此时,head = A, tail = B )。 如果此时进来了线程C,若A没抢过C。则队列状态同2。若C没抢过A,则队列状态如下图
  • A->B->C (此时head = A, tail = C)。

多线程下运行状态分析

  1. 存在线程A释放锁了的时候,线程B获取锁失败还不在队列中的情况 但线程B会在进入队列时再次尝试获取资源。
  2. 存在线程A释放了锁的时候,线程B进入了队列还没有再次获取资源。线程A释放锁。线程B获取资源成功。
  3. 存在线程A释放了锁的时候,线程B进入了队列获取资源再次失败但还没有修改ws导致线程A无需唤醒B直接释放。但线程B会在ws修改后再次尝试获取资源。
  4. 存在线程A释放了锁的时候,线程B进入了队列获取资源再次失败但还没有修改ws,线程B会在ws修改后再次尝试获取资源。线程B获取资源成功后,线程A唤醒后继节点(即B带着unpark -1 状态出来)。
  5. 存在线程A释放了锁的时候,线程B进入了队列获取资源再次失败,修改ws后阻塞,线程A释放锁。线程B会被唤醒
  6. 存在线程A释放了锁的时候,线程B进入了队列获取资源再次失败,修改ws后在线程A释放锁后阻塞,线程B依然会被唤醒。(原因在于unpark,park方法语义) 以上只考虑了2个线程的情况。对于多个线程情况,只需要将线程B换为队列中head后继节点对应的线程即可。可以看到。当一个线程释放锁的时候,队列head的后继节点一定是可以获取到锁的。
```java
    public final void acquire(int arg) {
        if (!tryAcquire(arg) &&
            acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)) //acquireQueued返回的是中断标志。当该方法返回时说明资源获取成功了。否则阻塞在该方法上
            selfInterrupt();
    }

final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
        boolean failed = true;
        try {
            boolean interrupted = false;
            for (;;) {
                final Node p = node.predecessor();
                if (p == head && tryAcquire(arg)) { //队列中头节点才可以尝试获取资源。注意这里的head一定是最新值!因为只有队列中的节点获取资源才可以改变head,而只有队列中head后继才拥有获取资源的机会。
                    setHead(node);
                    p.next = null; // help GC
                    failed = false;
                    return interrupted;
                }
                if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                    parkAndCheckInterrupt())
                    interrupted = true;
            }
        } finally {
            if (failed)
                cancelAcquire(node);
        }
    }
private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {
        int ws = pred.waitStatus;
        if (ws == Node.SIGNAL)
            /*
             * This node has already set status asking a release
             * to signal it, so it can safely park.
             */
            return true;
        if (ws > 0) {
            /*
             * Predecessor was cancelled. Skip over predecessors and
             * indicate retry.
             */
            do {
                node.prev = pred = pred.prev;
            } while (pred.waitStatus > 0);
            pred.next = node;
        } else {
            /*
             * waitStatus must be 0 or PROPAGATE.  Indicate that we
             * need a signal, but don't park yet.  Caller will need to
             * retry to make sure it cannot acquire before parking.
             */
            compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);
        }
        return false;
    }

这里语句1 中的h是head节点快照(即非最新值,存在数据竞争的情况)。

如果h == null 说明此时有队列中的head后继获取资源成功并修改了head同时旧head被GC回收。

如果h.ws == 0说明不存在需要唤醒的后继,这里ws具有可见性的保证。

    public final boolean release(int arg) {
        if (tryRelease(arg)) {
            Node h = head;
            if (h != null && h.waitStatus != 0) //1
                unparkSuccessor(h);
            return true;
        }
        return false;
    }
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)
            LockSupport.unpark(s.thread);
    }