aqs原理
1.独占锁获取
独占锁流程
final void locck() {
//cas 获取锁
if (compareAndSetState(0, 1))
//如果或获取成功
//设置独占线程为当前线程
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
else
//获取锁
acquire(1);
}
public final void acquire(int arg) {
// 它调用nonfairTryAcquire（）方法 尝试cas 改变状态 如果成功则拿到锁 失败则返回false
//这里发现不管有没有队列等待都直接获取属于插队的体现 说明是非公平锁
if (!tryAcquire(arg)
//如果tryAcquire则进入acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)) ，addWaiter把当前线程放到等待队列的队尾，acquireQueued是对队列 内节点获取锁的操作以及挂起操作的实现
&&acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)){
//打断线程
selfInterrupt();
}
}
ReadLock和WriteLock，却共享一个同步队列控制器Sync，表面看是两把锁，实际上是一把锁，线程分为读线程和写线程，读读不互斥，读写互斥，写写互斥。既然共享一个Sync，那就是共享一个state。源码巧妙的用一个变量state表示两种锁的状态：
低16位记录写锁，高16位记录读锁。 当state=0时，读线程和写线程都不持有锁。 当state!=0，sharedCount(c)!=0时表示读线程持有锁，返回值为持有锁的读线程数。 当state!=0，exclusiveCount(c)!=0时表示写线程持有锁，返回值写锁重入次数。
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
return nonfairTryAcquire(acquires);
}
final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
//获取当前线程
final Thread current = Thread.currentThread();、
//获取当前的状态
int c = getState();
//如果线程等于0 0为没有锁
if (c == 0) {
//尝试cas 获取锁
if (compareAndSetState(0, acquires)) {、
//设置独占线程为当前线程
setExclusiveOwnerThread(current);
return true;
}
}
//如果不0则判断线程是否是 当前独占的线程 如果是
else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
//记录冲入的次数+1
int nextc = c + acquires;
//如果小于0 到达锁的最大重入次数
if (nextc < 0) // overflow
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
//设置状态
setState(nextc);
return true;
}
//否则返回失败
return false;
}
/**
* 为当前线程和给定模式创建节点并将其排队。
*
* @param 模式Node.EXCLUSIVE表示独占，Node.SHARED表示共享
* @return 这个新的节点
*/
private Node addWaiter(Node mode) {
//创建一个新的节点
Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
// Try the fast path of enq; backup to full enq on failure
// 当前尾节点是否为null？
Node pred = tail;
if (pred != null) {
//如果不是空 则将当前这个元素的前一个元素的指针指向当前的尾结点
node.prev = pred;
//cas 尝试最快加锁
if (compareAndSetTail(pred, node)) {
//如果成功 他的下一个则为当前node
pred.next = node;
//返回数据
return node;
}
}
//上一步失败则通过enq入队。
enq(node);
return node;
}
private Node enq(final Node node) {
//cas 自旋
for (;;) {
// t 等于当前的节点
Node t = tail;
//如果这个链表为空
if (t == null) {
//初始化这个链表 cas设置头结点
if (compareAndSetHead(new Node()))
//并且列表等于这个头节点
tail = head;
} else {
//否则 当前节点的上一个等于t
node.prev = t;
//然后比较并设置当前节点
if (compareAndSetTail(t, node)) {
t.next = node;
return t;
}
}
}
}
//排队获取锁
final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
//失败的初始值
boolean failed = true;
try {
//是否打断的初始值
boolean interrupted = false;
//自旋
for (;;) {
//获取当前节点的前一个值
final Node p = node.predecessor();
//如果前一个等于头并且尝试cas 改变状态并且成功
if (p == head && tryAcquire(arg)) {
//队列头结点引用指向当前节点
setHead(node);
//释放前驱节点
p.next = null; // help GC
failed = false;
return interrupted;
}
// 获取锁失败，线程进入等待状态等待获取独占式锁
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
interrupted = true;
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}
private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {
int ws = pred.waitStatus;
// 如果ws等于SIGNAL，SIGNAL 表示后续节点需要被唤醒
//当head的代表线程exclusiveOwnerThread释放了锁 ，根据这个状态来唤醒线程，
if (ws == Node.SIGNAL)
//如果当前节点已经是SIGNAL 状态 直接返回就行
return true;
if (ws > 0) {
/* >0 表示当前状态是因为超时取消了本身等待状态
* 便利找到一个节点的状态是小于0的即为SIGNAL 状态
*/
do {
node.prev = pred = pred.prev;
} while (pred.waitStatus > 0);
pred.next = node;
} else {
//进入这个分支，ws只能是0 或者说PROPAGATE但是还不能挂起。
//调用者需要重试来确保在它挂起之前真的不能获得锁。
compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);
}
return false;
}
private void cancelAcquire(Node node) {
// 如果这个节点是空直接返回
if (node == null)
return;
//设置这个节点的线程为空
node.thread = null;
// 拿到当前节点的上一个节点
Node pred = node.prev;
//如果上一个节点的等待状态是CANCELLED状态将node的前置设为一个waitStatus<=0(正常等待)的节点
while (pred.waitStatus > 0)
node.prev = pred = pred.prev;
Node predNext = pred.next;
// 将node的waitStatus置为CANCELLED
node.waitStatus = Node.CANCELLED;
// 4. 如果node是tail，更新tail为pred，并使pred.next指向null
if (node == tail && compareAndSetTail(node, pred)) {
compareAndSetNext(pred, predNext, null);
} else {
//5. 如果node既不是tail，又不是head节点
//则将node的前继节点的waitStatus置为SIGNAL
//并使pre的前继节点指向node的后继节点
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)
//cas 设置下一个节点
compareAndSetNext(pred, predNext, next);
} else {
//6. 如果node是head节点，则直接唤醒nod节点
unparkSuccessor(node);
}
node.next = node; // help GC
}
}
2.独占锁的释放
//释放锁
public final boolean release(int arg) {
//释放锁如果成功
if (tryRelease(arg)) {
//获取头节点
Node h = head;
//如果头节点不等于空 并且 状态不等于0
if (h != null && h.waitStatus != 0)
//唤醒队列后面的线程
unparkSuccessor(h);
return true;
}
return false;
}
//可重入锁释放锁
protected final boolean tryRelease(int releases) {
//获取锁的状态减1
int c = getState() - releases;
//如果当前线程不等于持有锁的线程直接异常
if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())
throw new IllegalMonitorStateException();
//解锁标志
boolean free = false;
//如果状态是0 那么释放锁返回true 否者不释放
//只是重入次数减1
if (c == 0) {
free = true;
setExclusiveOwnerThread(null);
}
setState(c);
return free;
}
private void unparkSuccessor(Node node) {
//获取线程的状态 如果状态是signal此节点后面的节点已（或即将）被阻止（通过park），因此当前节点在释放或取消时必须断开后面的节点
//则cas设置等待状态的值为0
int ws = node.waitStatus;
if (ws < 0)
compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0);
//如果当前节点的下一个节点的状态是中断状态则循环找到一个小于0的
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;
}
//如果s不等于空 则唤醒s的线程
if (s != null)
LockSupport.unpark(s.thread);
}
1.线程获取锁失败，线程被封装成Node进行入队操作，核心方法在于addWaiter()和enq()，同时enq()完成对同步队列的头结点初始化工作以及CAS操作失败的重试;
2.线程获取锁是一个自旋过程 只有当前节点的钱一个节点为头节点并且获得同步状态的时候，节点出列 该节点引用的线程获得锁，否则就调用LookSupport.park()方法使得线程阻塞
3.当锁释放锁后会唤醒后继节点；
在获取同步状态时，AQS维护一个同步队列，获取同步状态失败的线程会加入到队列中进行自旋；移除队列（或停止自旋）的条件是前驱节点是头结点并且成功获得了同步状态。在释放同步状态时，同步器会调用unparkSuccessor()方法唤醒后继节点
3.可中断式获取锁
public final void acquireInterruptibly(int arg)
throws InterruptedException {
//如果线程中断直接抛异常
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
//cas 获取锁 如果不成功
if (!tryAcquire(arg))
//执行可中断锁
doAcquireInterruptibly(arg);
}
private void doAcquireInterruptibly(int arg)
throws InterruptedException {
//新增一个节点到尾部
final Node node = addWaiter(Node.EXCLUSIVE);
boolean failed = true;
try {
//自旋
for (;;) {
//上一个节点
final Node p = node.predecessor();
//如果是上一个节点获取锁成功并且是头节点
if (p == head && tryAcquire(arg)) {
//将当前节点设置为头节点删除上一个节点的下一个引用
setHead(node);
p.next = null; // help GC
failed = false;
return;
}
// 获取锁失败，线程进入等待状态等待获取独占式锁 如果为SIGNAL 状态并且阻塞线程直接抛出异常
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
throw new InterruptedException();
}
} finally {
//失败
if (failed)
//执行取消逻辑
cancelAcquire(node);
}
}
4.超时等待锁
public final boolean tryAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout)
throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
return tryAcquire(arg) ||
//实现超时等待的效果
doAcquireNanos(arg, nanosTimeout);
}
private boolean doAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout)
throws InterruptedException {
if (nanosTimeout <= 0L)
return false;
//1. 根据超时时间和当前时间计算出截止时间
final long deadline = System.nanoTime() + nanosTimeout;
final Node node = addWaiter(Node.EXCLUSIVE);
boolean failed = true;
try {
for (;;) {
final Node p = node.predecessor();
//2. 当前线程获得锁出队列
if (p == head && tryAcquire(arg)) {
setHead(node);
p.next = null;
failed = false;
return true;
}
// 3.1 重新计算超时时间
nanosTimeout = deadline - System.nanoTime();
// 3.2 已经超时返回false
if (nanosTimeout <= 0L)
return false;
// 3.3 线程阻塞等待
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
nanosTimeout > spinForTimeoutThreshold)
LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout);
// 3.4 线程被中断抛出被中断异常
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}
当获取锁的线程进入线程首先会尝试获取锁 如果成功 则设置为头节点 然后返回 如果获取失败 则创建一个新的节点 然后加入尾部时会判断前一个节点是否是头节点并且尝试加锁 如果失败则进入线程阻塞等待
然后在在AQS还存一个ConditionObject的内部类，它的使用机制和Object.wait、notify类似
每一个condition对象内部都有一个node元素的条件队列
调用Condition.signal时，获取条件队列的首节点，将其移动到同步队列并且利用LockSupport唤醒节点中的线程。随后继续执行wait挂起前的状态，调用acquireQueued(node, savedState)竞争同步状态
ps：自己总结自己看 参考很多博客 有错误的指出来
