AQS 万字图文全面解析¶
前言¶
谈到并发,我们不得不说 AQS (AbstractQueuedSynchronizer)
,所谓的 AQS
即是抽象的队列式的同步器,内部定义了很多锁相关的方法,我们熟知的 ReentrantLock
、ReentrantReadWriteLock
、CountDownLatch
、Semaphore
等都是基于 AQS
来实现的。
我们先看下 AQS
相关的 UML
图:
思维导图:
AQS 实现原理¶
AQS
中 维护了一个 volatile int state
(代表共享资源)和一个 FIFO
线程等待队列(多线程争用资源被阻塞时会进入此队列)。
这里 volatile
能够保证多线程下的可见性,当 state=1
则代表当前对象锁已经被占有,其他线程来加锁时则会失败,加锁失败的线程会被放入一个 FIFO
的等待队列中,比列会被 UNSAFE.park ()
操作挂起,等待其他获取锁的线程释放锁才能够被唤醒。
另外 state
的操作都是通过 CAS
来保证其并发修改的安全性。
具体原理我们可以用一张图来简单概括:
AQS
中提供了很多关于锁的实现方法,
- getState ():获取锁的标志 state 值
- setState ():设置锁的标志 state 值
- tryAcquire (int):独占方式获取锁。尝试获取资源,成功则返回 true,失败则返回 false。
- tryRelease (int):独占方式释放锁。尝试释放资源,成功则返回 true,失败则返回 false。
这里还有一些方法并没有列出来,接下来我们以 ReentrantLock
作为突破点通过源码和画图的形式一步步了解 AQS
内部实现原理。
目录结构¶
文章准备模拟多线程竞争锁、释放锁的场景来进行分析 AQS
源码:
三个线程(线程一、线程二、线程三)同时来加锁/释放锁 目录如下:
- 线程一 加锁成功时
AQS
内部实现 - 线程二/三 加锁失败时
AQS
中等待队列的数据模型 - 线程一 释放锁及 线程二 获取锁实现原理
- 通过线程场景来讲解 公平锁 具体实现原理
- 通过线程场景来讲解 Condition 中 a
wait ()
和signal ()
实现原理
这里会通过画图来分析每个线程加锁、释放锁后 AQS
内部的数据结构和实现原理
场景分析¶
线程一加锁成功¶
如果同时有 三个线程 并发抢占锁,此时 线程一 抢占锁成功,线程二 和 线程三 抢占锁失败,具体执行流程如下:
此时 AQS
内部数据为:
有图可以看出,等待队列中的节点 Node
是一个双向链表,这里 SIGNAL
是 Node
中 waitStatus
属性,Node
中还有一个 nextWaiter
属性,这个并未在图中画出来,这个到后面 Condition
会具体讲解的。
具体看下抢占锁代码实现:
java.util.concurrent.locks.ReentrantLock .NonfairSync:
static final class NonfairSync extends Sync {
final void lock() {
if (compareAndSetState(0, 1))
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
else
acquire(1);
}
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
return nonfairTryAcquire(acquires);
}
}
这里使用的 ReentrantLock 非公平锁,线程进来直接利用 CAS
尝试抢占锁,如果抢占成功 state
值回被改为 1,且设置对象独占锁线程为当前线程。如下所示:
protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) {
return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update);
}
protected final void setExclusiveOwnerThread(Thread thread) {
exclusiveOwnerThread = thread;
}
线程二抢占锁失败¶
我们按照真实场景来分析,线程一 抢占锁成功后,state
变为 1,线程二 通过 CAS
修改 state
变量必然会失败。此时 AQS
中 FIFO
(First In First Out 先进先出) 队列中数据如图所示:
我们将 线程二 执行的逻辑一步步拆解来看:
java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquire()
:
public final void acquire(int arg) {
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();
}
先看看 tryAcquire ()
的具体实现: java.util.concurrent.locks.ReentrantLock .nonfairTryAcquire ()
:
final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
final Thread current = Thread.currentThread();
int c = getState();
if (c == 0) {
if (compareAndSetState(0, acquires)) {
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;
}
nonfairTryAcquire ()
方法中首先会获取 state
的值,如果不为 0 则说明当前对象的锁已经被其他线程所占有,接着判断占有锁的线程是否为当前线程,如果是则累加 state
值,这就是可重入锁的具体实现,累加 state
值,释放锁的时候也要依次递减 state
值。
如果 state
为 0,则执行 CAS
操作,尝试更新 state
值为 1,如果更新成功则代表当前线程加锁成功。
以 线程二 为例,因为 线程一 已经将 state
修改为 1,所以 线程二 通过 CAS
修改 state
的值不会成功。加锁失败。线程二 执行 tryAcquire ()
后会返回 false,接着执行 addWaiter (Node.EXCLUSIVE)
逻辑,将自己加入到一个 FIFO
等待队列中,代码实现如下:
java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.addWaiter()
:
private Node addWaiter(Node mode) {
Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
Node pred = tail;
if (pred != null) {
node.prev = pred;
if (compareAndSetTail(pred, node)) {
pred.next = node;
return node;
}
}
enq(node);
return node;
}
这段代码首先会创建一个和当前线程绑定的 Node
节点,Node
为双向链表。此时等待对内中的 tail
指针为空,直接调用 enq (node)
方法将当前线程加入等待队列尾部:
private Node enq(final Node node) {
for (;;) {
Node t = tail;
if (t == null) {
if (compareAndSetHead(new Node()))
tail = head;
} else {
node.prev = t;
if (compareAndSetTail(t, node)) {
t.next = node;
return t;
}
}
}
}
第一遍循环时 tail
指针为空,进入 if 逻辑,使用 CAS
操作设置 head
指针,将 head
指向一个新创建的 Node
节点。此时 AQS
中数据:
执行完成之后,head
、tail
、t
都指向第一个 Node
元素。
接着执行第二遍循环,进入 else
逻辑,此时已经有了 head
节点,这里要操作的就是将 线程二 对应的 Node
节点挂到 head
节点后面。此时队列中就有了两个 Node
节点:
addWaiter ()
方法执行完后,会返回当前线程创建的节点信息。继续往后执行 acquireQueued (addWaiter (Node.EXCLUSIVE), arg)
逻辑,此时传入的参数为 线程二 对应的 Node
节点信息:
java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquireQueued()
:
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)) {
setHead(node);
p.next = null; // help GC
failed = false;
return interrupted;
}
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndChecknIterrupt())
interrupted = true;
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}
private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {
int ws = pred.waitStatus;
if (ws == Node.SIGNAL)
return true;
if (ws > 0) {
do {
node.prev = pred = pred.prev;
} while (pred.waitStatus > 0);
pred.next = node;
} else {
compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);
}
return false;
}
private final boolean parkAndCheckInterrupt() {
LockSupport.park(this);
return Thread.interrupted();
}
acquireQueued ()
这个方法会先判断当前传入的 Node
对应的前置节点是否为 head
,如果是则尝试加锁。加锁成功过则将当前节点设置为 head
节点,然后空置之前的 head
节点,方便后续被垃圾回收掉。
如果加锁失败或者 Node
的前置节点不是 head
节点,就会通过 shouldParkAfterFailedAcquire
方法 将 head
节点的 waitStatus
变为了 SIGNAL=-1
,最后执行 parkAndChecknIterrupt
方法,调用 LockSupport.park ()
挂起当前线程。
此时 AQS
中的数据如下图:
此时 线程二 就静静的待在 AQS
的等待队列里面了,等着其他线程释放锁来唤醒它。
线程三抢占锁失败¶
看完了 线程二 抢占锁失败的分析,那么再来分析 线程三 抢占锁失败就很简单了,先看看 addWaiter (Node mode)
方法:
private Node addWaiter(Node mode) {
Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
Node pred = tail;
if (pred != null) {
node.prev = pred;
if (compareAndSetTail(pred, node)) {
pred.next = node;
return node;
}
}
enq(node);
return node;
}
此时等待队列的 tail
节点指向 线程二,进入 if
逻辑后,通过 CAS
指令将 tail
节点重新指向 线程三 。接着 线程三 调用 enq ()
方法执行入队操作,和上面 线程二 执行方式是一致的,入队后会修改 线程二 对应的 Node
中的 waitStatus=SIGNAL
。最后 线程三 也会被挂起。此时等待队列的数据如图:
线程一释放锁¶
现在来分析下释放锁的过程,首先是 线程一 释放锁,释放锁后会唤醒 head
节点的后置节点,也就是我们现在的 线程二,具体操作流程如下:
执行完后等待队列数据如下:
此时 线程二 已经被唤醒,继续尝试获取锁,如果获取锁失败,则会继续被挂起。如果获取锁成功,则 AQS
中数据如图:
接着还是一步步拆解来看,先看看 线程一 释放锁的代码:
java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.release()
public final boolean release(int arg) {
if (tryRelease(arg)) {
Node h = head;
if (h != null && h.waitStatus != 0)
unparkSuccessor(h);
return true;
}
return false;
}
这里首先会执行 tryRelease ()
方法,这个方法具体实现在 ReentrantLock
中,如果 tryRelease
执行成功,则继续判断 head
节点的 waitStatus
是否为 0,前面我们已经看到过,head
的 waitStatue
为 SIGNAL (-1)
,这里就会执行 unparkSuccessor ()
方法来唤醒 head
的后置节点,也就是我们上面图中 线程二 对应的 Node
节点。
此时看 ReentrantLock.tryRelease ()
中的具体实现:
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;
}
执行完 ReentrantLock.tryRelease ()
后,state
被设置成 0,Lock 对象的独占锁被设置为 null。此时看下 AQS
中的数据:
接着执行 java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.unparkSuccessor ()
方法,唤醒 head
的后置节点:
private void unparkSuccessor(Node node) {
int ws = node.waitStatus;
if (ws < 0)
compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0);
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);
}
这里主要是将 head
节点的 waitStatus
设置为 0。
此时重新将 head
指针指向 线程二 对应的 Node
节点,且使用 LockSupport.unpark
方法来唤醒 线程二 。
被唤醒的 线程二 会接着尝试获取锁,用 CAS
指令修改 state
数据。 执行完成后可以查看 AQS
中数据:
此时 线程二 被唤醒,线程二 接着之前被 park
的地方继续执行,继续执行 acquireQueued ()
方法。
线程二唤醒继续加锁¶
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)) {
setHead(node);
p.next = null; // help GC
failed = false;
return interrupted;
}
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
interrupted = true;
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}
此时 线程二 被唤醒,继续执行 for
循环,判断 线程二 的前置节点是否为 head
,如果是则继续使用 tryAcquire ()
方法来尝试获取锁,其实就是使用 CAS
操作来修改 state
值,如果修改成功则代表获取锁成功。接着将 线程二 设置为 head
节点,然后空置之前的 head
节点数据,被空置的节点数据等着被 垃圾回收 。
此时线程二获取锁成功,AQS
中队列数据如下:
等待队列中的数据都等待着被垃圾回收。
线程二释放锁 / 线程三加锁¶
当 线程二 释放锁时,会唤醒被挂起的 线程三,流程和上面大致相同,被唤醒的 线程三 会再次尝试加锁,具体代码可以参考上面内容。具体流程图如下:
此时 AQS
中队列数据如图:
公平锁实现原理¶
上面所有的加锁场景都是基于 非公平锁 来实现的,非公平锁 是 ReentrantLock
的默认实现,那我们接着来看一下 公平锁 的实现原理,这里先用一张图来解释 公平锁 和 非公平锁 的区别: 非公平锁 执行流程:
这里我们还是用之前的线程模型来举例子,当 线程二 释放锁的时候,唤醒被挂起的 线程三,线程三 执行 tryAcquire ()
方法使用 CAS
操作来尝试修改 state
值,如果此时又来了一个 线程四 也来执行加锁操作,同样会执行 tryAcquire ()
方法。
这种情况就会出现竞争,线程四 如果获取锁成功,线程三 仍然需要待在等待队列中被挂起。这就是所谓的 非公平锁,线程三 辛辛苦苦排队等到自己获取锁,却眼巴巴的看到 线程四 插队获取到了锁。公平锁 执行流程:
公平锁在加锁的时候,会先判断 AQS
等待队列中是存在节点,如果存在节点则会直接入队等待,具体代码如下.
公平锁在获取锁是也是首先会执行 acquire ()
方法,只不过公平锁单独实现了 tryAcquire ()
方法:
#java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquire()
:
public final void acquire(int arg) {
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();
}
这里会执行 ReentrantLock
中公平锁的 tryAcquire ()
方法
#java.util.concurrent.locks.ReentrantLock.FairSync.tryAcquire()
:
static final class FairSync extends Sync {
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
final Thread current = Thread.currentThread();
int c = getState();
if (c == 0) {
if (!hasQueuedPredecessors() &&
compareAndSetState(0, acquires)) {
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;
}
}
这里会先判断 state
值,如果不为 0 且获取锁的线程不是当前线程,直接返回 false 代表获取锁失败,被加入等待队列。如果是当前线程则可重入获取锁。
如果 state=0
则代表此时没有线程持有锁,执行 hasQueuedPredecessors ()
判断 AQS
等待队列中是否有元素存在,如果存在其他等待线程,那么自己也会加入到等待队列尾部,做到真正的先来后到,有序加锁。具体代码如下:
#java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.hasQueuedPredecessors()
:
public final boolean hasQueuedPredecessors() {
Node t = tail;
Node h = head;
Node s;
return h != t &&
((s = h.next) == null || s.thread != Thread.currentThread());
}
这段代码很有意思,返回 false
代表队列中没有节点或者仅有一个节点是当前线程创建的节点。返回 true
则代表队列中存在等待节点,当前线程需要入队等待。
先判断 head
是否等于 tail
,如果队列中只有一个 Node
节点,那么 head
会等于 tail
。
接着判断 (s = h.next) == null
,这种属于一种极端情况,在 enq ()
入队操作中,此时不是原子性操作,可能存在这种情况:
在第一个红框处,例如 线程一 执行完成,此时 head 已经有值,而还未执行 tail=head
的时候,此时 线程二 判断 head != tail
成立。而接着 线程一 执行完第二个红框处,此时 tail = node
,但是并未将 head.next
指向 node
。而这时 线程二 就会得到 head.next == null
成立,直接返回 true。这种情况代表有节点正在做入队操作。
如果 head.next
不为空,那么接着判断 head.next
节点是否为当前线程,如果不是则返回 false。大家要记清楚,返回 false 代表 FIFO 队列中没有等待获取锁的节点,此时线程可以直接尝试获取锁,如果返回 true 代表有等待线程,当前线程如要入队排列,这就是体现 公平锁 的地方。非公平锁 和 公平锁 的区别: 非公平锁 性能高于 公平锁 性能。非公平锁 可以减少 CPU
唤醒线程的开销,整体的吞吐效率会高点,CPU
也不必取唤醒所有线程,会减少唤起线程的数量 非公平锁 性能虽然优于 公平锁,但是会存在导致 线程饥饿 的情况。在最坏的情况下,可能存在某个线程 一直获取不到锁 。不过相比性能而言,饥饿问题可以暂时忽略,这可能就是 ReentrantLock
默认创建非公平锁的原因之一了。
Condition 实现原理¶
Condition 简介¶
上面已经介绍了 AQS
所提供的核心功能,当然它还有很多其他的特性,这里我们来继续说下 Condition
这个组件。
Condition`是在`java 1.5`中才出现的,它用来替代传统的`Object`的`wait ()`、`notify ()`实现线程间的协作,相比使用`Object`的`wait ()`、`notify ()`,使用`Condition`中的`await ()`、`signal ()`这种方式实现线程间协作更加安全和高效。因此通常来说比较推荐使用`Condition
其中 AbstractQueueSynchronizer
中实现了 Condition
中的方法,主要对外提供 awaite (Object.wait ())
和 signal (Object.notify ())
调用。
Condition Demo 示例¶
使用示例代码:
/**
* ReentrantLock 实现源码学习
* @author 一枝花算不算浪漫
* @date 2020/4/28 7:20
*/
public class ReentrantLockDemo {
static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public static void main(String[] args) {
Condition condition = lock.newCondition();
new Thread(() -> {
lock.lock();
try {
System.out.println ("线程一加锁成功");
System.out.println ("线程一执行 await 被挂起");
condition.await();
System.out.println ("线程一被唤醒成功");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
System.out.println ("线程一释放锁成功");
}
}).start();
new Thread(() -> {
lock.lock();
try {
System.out.println ("线程二加锁成功");
condition.signal();
System.out.println ("线程二唤醒线程一");
} finally {
lock.unlock();
System.out.println ("线程二释放锁成功");
}
}).start();
}
}
执行结果如下图:
这里 线程一 先获取锁,然后使用 await ()
方法挂起当前线程并 释放锁,线程二 获取锁后使用 signal
唤醒 线程一 。
Condition 实现原理图解¶
我们还是用上面的 demo
作为实例,执行的流程如下:
先看下具体的代码实现,#java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.ConditionObject.await ()
:
public final void await() throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
Node node = addConditionWaiter();
int savedState = fullyRelease(node);
int interruptMode = 0;
while (!isOnSyncQueue(node)) {
LockSupport.park(this);
if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
break;
}
if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)
interruptMode = REINTERRUPT;
if (node.nextWaiter != null) // clean up if cancelled
unlinkCancelledWaiters();
if (interruptMode != 0)
reportInterruptAfterWait(interruptMode);
}
await ()
方法中首先调用 addConditionWaiter ()
将当前线程加入到 Condition
队列中。
执行完后我们可以看下 Condition
队列中的数据:
具体实现代码为:
private Node addConditionWaiter() {
Node t = lastWaiter;
if (t != null && t.waitStatus != Node.CONDITION) {
unlinkCancelledWaiters();
t = lastWaiter;
}
Node node = new Node(Thread.currentThread(), Node.CONDITION);
if (t == null)
firstWaiter = node;
else
t.nextWaiter = node;
lastWaiter = node;
return node;
}
这里会用当前线程创建一个 Node
节点,waitStatus
为 CONDITION
。接着会释放该节点的锁,调用之前解析过的 release ()
方法,释放锁后此时会唤醒被挂起的 线程二,线程二 会继续尝试获取锁。
接着调用 isOnSyncQueue ()
方法是判断当前的线程节点是不是在同步队列中,因为上一步已经释放了锁,也就是说此时可能有线程已经获取锁同时可能已经调用了 singal ()
方法,如果已经唤醒,那么就不应该 park
了,而是退出 while
方法,从而继续争抢锁。
此时 线程一 被挂起,线程二 获取锁成功。
具体流程如下图:
首先我们考虑下 线程二 已经获取到锁,此时 AQS
等待队列中已经没有了数据。
接着就来看看 线程二 唤醒 线程一 的具体执行流程:
public final void signal() {
if (!isHeldExclusively())
throw new IllegalMonitorStateException();
Node first = firstWaiter;
if (first != null)
doSignal(first);
}
先判断当前线程是否为获取锁的线程,如果不是则直接抛出异常。 接着调用 doSignal ()
方法来唤醒线程。
private void doSignal(Node first) {
do {
if ( (firstWaiter = first.nextWaiter) == null)
lastWaiter = null;
first.nextWaiter = null;
} while (!transferForSignal(first) &&
(first = firstWaiter) != null);
}
final boolean transferForSignal(Node node) {
if (!compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0))
return false;
Node p = enq(node);
int ws = p.waitStatus;
if (ws > 0 || !compareAndSetWaitStatus(p, ws, Node.SIGNAL))
LockSupport.unpark(node.thread);
return true;
}
/**
* Inserts node into queue, initializing if necessary. See picture above.
* @param node the node to insert
* @return node's predecessor
*/
private Node enq(final Node node) {
for (;;) {
Node t = tail;
if (t == null) { // Must initialize
if (compareAndSetHead(new Node()))
tail = head;
} else {
node.prev = t;
if (compareAndSetTail(t, node)) {
t.next = node;
return t;
}
}
}
}
这里先从 transferForSignal ()
方法来看,通过上面的分析我们知道 Condition
队列中只有线程一创建的一个 Node
节点,且 waitStatue
为 CONDITION
,先通过 CAS
修改当前节点 waitStatus
为 0,然后执行 enq ()
方法将当前线程加入到等待队列中,并返回当前线程的前置节点。
加入等待队列的代码在上面也已经分析过,此时等待队列中数据如下图:
接着开始通过 CAS
修改当前节点的前置节点 waitStatus
为 SIGNAL
,并且唤醒当前线程。此时 AQS
中等待队列数据为:
线程一 被唤醒后,继续执行 await ()
方法中的 while 循环。
public final void await() throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
Node node = addConditionWaiter();
int savedState = fullyRelease(node);
int interruptMode = 0;
while (!isOnSyncQueue(node)) {
LockSupport.park(this);
if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
break;
}
if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)
interruptMode = REINTERRUPT;
if (node.nextWaiter != null) // clean up if cancelled
unlinkCancelledWaiters();
if (interruptMode != 0)
reportInterruptAfterWait(interruptMode);
}
因为此时线程一的 waitStatus
已经被修改为 0,所以执行 isOnSyncQueue ()
方法会返回 false
。跳出 while
循环。
接着执行 acquireQueued ()
方法,这里之前也有讲过,尝试重新获取锁,如果获取锁失败继续会被挂起。直到另外线程释放锁才被唤醒。
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)) {
setHead(node);
p.next = null; // help GC
failed = false;
return interrupted;
}
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
interrupted = true;
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}
此时 线程一 的流程都已经分析完了,等 线程二 释放锁后,线程一 会继续重试获取锁,流程到此终结。
Condition 总结¶
我们总结下 Condition 和 wait/notify 的比较:
- Condition 可以精准的对多个不同条件进行控制,wait/notify 只能和 synchronized 关键字一起使用,并且只能唤醒一个或者全部的等待队列;
- Condition 需要使用 Lock 进行控制,使用的时候要注意 lock () 后及时的 unlock (),Condition 有类似于 await 的机制,因此不会产生加锁方式而产生的死锁出现,同时底层实现的是 park/unpark 的机制,因此也不会产生先唤醒再挂起的死锁,一句话就是不会产生死锁,但是 wait/notify 会产生先唤醒再挂起的死锁。
总结¶
这里用了一步一图的方式结合三个线程依次加锁 / 释放锁来展示了 ReentrantLock
的实现方式和实现原理,而 ReentrantLock
底层就是基于 AQS
实现的,所以我们也对 AQS
有了深刻的理解。
另外还介绍了 公平锁 与 非公平锁 的实现原理,Condition
的实现原理,基本上都是使用 源码+绘图 的讲解方式,尽量让大家更容易去理解。