Java并发编程(十)(Java 并发工具包) _ JUC 之 AQS原理、ReentrantLock原理·

一、AQS 原理·

什么是AQS及其原理

1、AQS简介·

image.png AQS核心思想是,如果被请求的共享资源空闲,则将当前请求资源的线程设置为有效的工作线程,并且将共享资源设置为锁定状态。如果被请求的共享资源被占用,那么就需要一套线程阻塞等待以及被唤醒时锁分配的机制,这个机制AQS是用CLH队列锁实现的,即将暂时获取不到锁的线程加入到队列中。

image.png·

特点:

  • 用 state 属性来表示资源的状态(分独占模式和共享模式),子类需要定义如何维护这个状态,控制如何获取锁和释放锁
    • getState - 获取 state 状态
    • setState - 设置 state 状态
    • compareAndSetState - cas 机制设置 state 状态
    • 独占模式是只有一个线程能够访问资源,而共享模式可以允许多个线程访问资源
  • 提供了基于 FIFO 的等待队列,类似于 Monitor 的 EntryList
  • 条件变量来实现等待、唤醒机制,支持多个条件变量,类似于 Monitor 的 WaitSet

子类主要实现这样一些方法(默认抛出 UnsupportedOperationException)

  • tryAcquire
  • tryRelease
  • tryAcquireShared
  • tryReleaseShared
  • isHeldExclusively
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//获取锁的姿势
// 如果获取锁失败
if (!tryAcquire(arg)) {
// 入队, 可以选择阻塞当前线程 park unpark
}

//释放锁的姿势
// 如果释放锁成功
if (tryRelease(arg)) {
// 让阻塞线程恢复运行
}

  • 下面实现一个不可重入的阻塞式锁:使用AbstractQueuedSynchronizer自定义一个同步器来实现自定义锁!
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/**
* Description:
*
* @author guizy
* @date 2021/1/4 23:10
*/
@Slf4j(topic = "guizy.TestAQS")
@SuppressWarnings("all")
public class TestAqs {
public static void main(String[] args) {
MyLock lock = new MyLock();
new Thread(() -> {
lock.lock();
log.debug("locking...");
// 不可重入锁, 同一线程在锁释放前, 只能加一次锁
// lock.lock();
// log.debug("locking...");
try {
log.debug("locking...");
Sleeper.sleep(1);
} finally {
log.debug("unlocking...");
lock.unlock();
}
}, "t1").start();

new Thread(() -> {
lock.lock();
try {
log.debug("locking...");
} finally {
log.debug("unlocking...");
lock.unlock();
}
}, "t2").start();
}
}

// 自定义锁(不可重入锁)
class MyLock implements Lock {

// 独占锁 同步器类
class MySync extends AbstractQueuedSynchronizer {
@Override
protected boolean tryAcquire(int arg) {
// 确保原子性
if (compareAndSetState(0, 1)) {
// 加上了锁,并设置 owner 为当前线程
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
return true;
}
return false;
}

@Override
protected boolean tryRelease(int arg) {
// 这里不需要确定原子性, 因为是持锁者进行释放
// 在setState(0)上面设置Owner为null, 防止指令重排序带来的问题
setExclusiveOwnerThread(null);
setState(0); // state是volatile修饰的, 在setState(0)前面的属性修改, 对于其他线程也是可见的, 具体见volatile原理(写屏障)
return true;
}

@Override // 是否持有独占锁
protected boolean isHeldExclusively() {
return getState() == 1;
}

public Condition newCondition() {
return new ConditionObject();
}
}

private MySync sync = new MySync();

@Override // 加锁(不成功会进入等待队列)
public void lock() {
sync.acquire(1);
}

@Override // 加锁,可打断
public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
sync.acquireInterruptibly(1);
}

@Override // 尝试加锁(一次)
public boolean tryLock() {
return sync.tryAcquire(1);
}

@Override // 尝试加锁,带超时
public boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
return sync.tryAcquireNanos(1, unit.toNanos(time));
}

@Override // 解锁
public void unlock() {
sync.release(1);
}

@Override // 创建条件变量
public Condition newCondition() {
return sync.newCondition();
}
}

二、 ReentrantLock 原理·

  • ReentrantLock提供了两个同步器,实现公平锁和非公平锁,默认是非公平锁!

image.png

1. 非公平锁实现原理·

图解流程·

  • 加锁, 解锁流程,先从构造器开始看,默认为非公平锁实现
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public ReentrantLock() {
sync = new NonfairSync();
}

NonfairSync extends Sync extends AbstractQueuedSynchronizer 没有竞争时

  • Thread-0成为锁的持有者
  • image.png
  • 第一个竞争出现时,查看源码的NonfairSync的lock方法
  • image.png
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abstract void lock();

// 非公平锁的lock
final void lock() {
if (compareAndSetState(0, 1))
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
else
acquire(1);
}

public final void acquire(int arg) {
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();
}

Thread-1 执行了

  1. lock方法中CAS 尝试将 state 由 0 改为 1,结果失败 (因为此时CAS操作, 已经state已经为1了)
  2. lock方法中进一步调用acquire方法,进入 tryAcquire 逻辑,这里我们认为这时 state 已经是1,结果仍然失败
  3. 接下来进入 acquire方法的addWaiter 逻辑,构造 Node 队列 (双向链表实现)
    1. 下图中黄色三角表示该 Node 的waitStatus状态,其中 0 为默认正常状态
    2. Node 的创建是懒惰的
    3. 其中第一个 Node 称为 Dummy(哑元)或哨兵,用来占位,并不关联线程

image.png 当前线程进入 acquire方法的 acquireQueued 逻辑

  1. acquireQueued 会在一个死循环中不断尝试获得锁,失败后进入 park 阻塞
  2. 如果自己是紧邻着 head(排第二位),那么再次 tryAcquire 尝试获取锁,我们这里设置这时 state 仍为 1,失败
  3. 进入 shouldParkAfterFailedAcquire 逻辑,将前驱 node,即 head 的 waitStatus 改为 -1,这次返回 false

image.png

  1. shouldParkAfterFailedAcquire 执行完毕回到 acquireQueued ,再次 tryAcquire 尝试获取锁,当然这时 state 仍为 1,失败
  2. 当再次进入 shouldParkAfterFailedAcquire 时,这时因为其前驱 node 的 waitStatus 已经是 -1,这次返回 true
  3. 进入parkAndCheckInterrupt, Thread-1 park(灰色表示已经阻塞)

image.png image.png

  • 再次有多个线程经历上述过程竞争失败,变成这个样子

image.png Thread-0 调用unlock方法里的release方法释放锁,进入tryRelease(使用ctrl+alt+b查看tryRelease方法的具体ReentrantLock实现)流程,如果成功,设置 exclusiveOwnerThread 为 null,state = 0 image.png unlock方法里的release方法方法中,如果当前队列不为 null,并且 head 的 waitStatus = -1,进入 unparkSuccessor 流程

unparkSuccessor中会找到队列中离 head 最近的一个 Node(没取消的),unpark 唤醒Thread-1 恢复其运行,本例中即为 Thread-1 回到 Thread-1 阻塞的位置继续执行, 会继续执行

acquireQueued 流程 image.png image.png 如果加锁成功(没有竞争) ,会设置 (acquireQueued 方法中)

  1. exclusiveOwnerThread 为 Thread-1,state = 1
  2. head 指向刚刚 Thread-1 所在的 Node,该 Node 清空 Thread
  3. 原本的 head 因为从链表断开,而可被垃圾回收

如果这时候有其它线程来竞争(非公平的体现) ,例如这时有 Thread-4 来了image.png 如果不巧又被 Thread-4 占了先

  1. Thread-4 被设置为 exclusiveOwnerThread,state = 1
  2. Thread-1 再次进入 acquireQueued 流程,获取锁失败,重新进入 park 阻塞

加锁源码·

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// Sync 继承自 AQS
static final class NonfairSync extends Sync {
private static final long serialVersionUID = 7316153563782823691L;

// 加锁实现
final void lock() {
// 首先用 cas 尝试(仅尝试一次)将 state 从 0 改为 1, 如果成功表示获得了独占锁
if (compareAndSetState(0, 1))
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
else
// 如果尝试失败,进入 ㈠
acquire(1);
}

// ㈠ AQS 继承过来的方法, 方便阅读, 放在此处
public final void acquire(int arg) {
// ㈡ tryAcquire
if (
!tryAcquire(arg) &&
// 当 tryAcquire 返回为 false 时, 先调用 addWaiter ㈣, 接着 acquireQueued ㈤
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)
) {
selfInterrupt();
}
}

// ㈡ 进入 ㈢
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
return nonfairTryAcquire(acquires);
}

// ㈢ Sync 继承过来的方法, 方便阅读, 放在此处
final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
final Thread current = Thread.currentThread();
int c = getState();
// 如果还没有获得锁
if (c == 0) {
// 尝试用 cas 获得, 这里体现了非公平性: 不去检查 AQS 队列
if (compareAndSetState(0, acquires)) {
setExclusiveOwnerThread(current);
return true;
}
}
// 如果已经获得了锁, 线程还是当前线程, 表示发生了锁重入
else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
// state++
int nextc = c + acquires;
if (nextc < 0) // overflow
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
setState(nextc);
return true;
}
// 获取失败, 回到调用处
return false;
}

// ㈣ AQS 继承过来的方法, 方便阅读, 放在此处
private Node addWaiter(Node mode) {
// 将当前线程关联到一个 Node 对象上, 模式为独占模式,新建的Node的waitstatus默认为0,因为waitstatus是成员变量,默认被初始化为0
Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
// 如果 tail 不为 null, cas 尝试将 Node 对象加入 AQS 队列尾部
Node pred = tail;
if (pred != null) {
node.prev = pred;
if (compareAndSetTail(pred, node)) {
// 双向链表
pred.next = node;
return node;
}
}
//如果tail为null,尝试将 Node 加入 AQS, 进入 ㈥
enq(node);
return node;
}

// ㈥ AQS 继承过来的方法, 方便阅读, 放在此处
private Node enq(final Node node) {
for (;;) {
Node t = tail;
if (t == null) {
// 还没有, 设置 head 为哨兵节点(不对应线程,状态为 0)
if (compareAndSetHead(new Node())) {
tail = head;
}
} else {
// cas 尝试将 Node 对象加入 AQS 队列尾部
node.prev = t;
if (compareAndSetTail(t, node)) {
t.next = node;
return t;
}
}
}
}

// ㈤ AQS 继承过来的方法, 方便阅读, 放在此处
final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
boolean failed = true;
try {
boolean interrupted = false;
for (;;) {
final Node p = node.predecessor();
// 上一个节点是 head, 表示轮到自己(当前线程对应的 node)了, 尝试获取
if (p == head && tryAcquire(arg)) {
// 获取成功, 设置自己(当前线程对应的 node)为 head
setHead(node);
// 上一个节点 help GC
p.next = null;
failed = false;
// 返回中断标记 false
return interrupted;
}
if (
// 判断是否应当 park, 进入 ㈦
shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
// park 等待, 此时 Node 的状态被置为 Node.SIGNAL ㈧
parkAndCheckInterrupt()
) {
interrupted = true;
}
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}

// ㈦ AQS 继承过来的方法, 方便阅读, 放在此处
private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {
// 获取上一个节点的状态
int ws = pred.waitStatus;
if (ws == Node.SIGNAL) {
// 上一个节点都在阻塞, 那么自己也阻塞好了
return true;
}
// > 0 表示取消状态
if (ws > 0) {
// 上一个节点取消, 那么重构删除前面所有取消的节点, 返回到外层循环重试
do {
node.prev = pred = pred.prev;
} while (pred.waitStatus > 0);
pred.next = node;
} else {
// 这次还没有阻塞
// 但下次如果重试不成功, 则需要阻塞,这时需要设置上一个节点状态为 Node.SIGNAL
compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);
}
return false;
}

// ㈧ 阻塞当前线程
private final boolean parkAndCheckInterrupt() {
LockSupport.park(this);
return Thread.interrupted();
}
}

解锁源码·

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// Sync 继承自 AQS
static final class NonfairSync extends Sync {
// 解锁实现
public void unlock() {
sync.release(1);
}

// AQS 继承过来的方法, 方便阅读, 放在此处
public final boolean release(int arg) {
// 尝试释放锁, 进入 ㈠
if (tryRelease(arg)) {
// 队列头节点 unpark
Node h = head;
if (
// 队列不为 null
h != null &&
// waitStatus == Node.SIGNAL 才需要 unpark
h.waitStatus != 0
) {
// unpark AQS 中等待的线程, 进入 ㈡
unparkSuccessor(h);
}
return true;
}
return false;
}

// ㈠ Sync 继承过来的方法, 方便阅读, 放在此处
protected final boolean tryRelease(int releases) {
// state--
int c = getState() - releases;
if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())
throw new IllegalMonitorStateException();
boolean free = false;
// 支持锁重入, 只有 state 减为 0, 才释放成功
if (c == 0) {
free = true;
setExclusiveOwnerThread(null);
}
setState(c);
return free;
}

// ㈡ AQS 继承过来的方法, 方便阅读, 放在此处
private void unparkSuccessor(Node node) {
// 如果状态为 Node.SIGNAL 尝试重置状态为 0, 如果线程获取到了锁那么后来头结点会被抛弃掉
// 不成功也可以
int ws = node.waitStatus;
if (ws < 0) {
compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0);
}
// 找到需要 unpark 的节点, 但本节点从 AQS 队列中脱离, 是由唤醒节点完成的
Node s = node.next;
// 不考虑已取消的节点, 从 AQS 队列从后至前找到队列最前面需要 unpark 的节点
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);
}
}

2. 可重入原理·

  • 同一个线程, 锁重入, 会对state进行自增. 释放锁的时候, state进行自减; 当state自减为0的时候. 此时线程才会将锁释放成功, 才会进一步去唤醒其他线程来竞争锁
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static final class NonfairSync extends Sync {
// ...

// Sync 继承过来的方法, 方便阅读, 放在此处
final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
final Thread current = Thread.currentThread();
int c = getState();
if (c == 0) {
if (compareAndSetState(0, acquires)) {
setExclusiveOwnerThread(current);
return true;
}
}
// 如果已经获得了锁, 线程还是当前线程, 表示发生了锁重入
else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
// state++
int nextc = c + acquires;
if (nextc < 0) // overflow
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
setState(nextc);
return true;
}
return false;
}

// Sync 继承过来的方法, 方便阅读, 放在此处
protected final boolean tryRelease(int releases) {
// state--
int c = getState() - releases;
if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())
throw new IllegalMonitorStateException();
boolean free = false;
// 支持锁重入, 只有 state 减为 0, 才释放成功
if (c == 0) {
free = true;
setExclusiveOwnerThread(null);
}
setState(c);
return free;
}
}

3. 可打断原理·

  • 不可打断模式:在此模式下,即使它被打断,仍会驻留在 AQS 队列中,一直要等到获得锁后方能得知自己被打断了
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// Sync 继承自 AQS
static final class NonfairSync extends Sync {
// ...

private final boolean parkAndCheckInterrupt() {
// 如果打断标记已经是 true, 则 park 会失效
// 被park阻塞的线程, 可以被别的线程调用它的interrupt方法打断该park阻塞
LockSupport.park(this);
// interrupted 会清除打断标记; 下次park仍然可以阻塞
return Thread.interrupted();
}

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;
failed = false;
// 还是需要获得锁后, 才能返回打断状态
return interrupted;
}
if (
shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt()
) {
// 如果是因为 interrupt 被唤醒, 返回打断状态为 true
interrupted = true;
}
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}

public final void acquire(int arg) {
if (
!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)
) {
// 如果打断状态为 true
selfInterrupt();
}
}

static void selfInterrupt() {
// 重新产生一次中断,这时候线程是如果正常运行的状态,那么不是出于sleep等状态,interrupt方法就不会报错
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
}

可打断模式

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static final class NonfairSync extends Sync {
public final void acquireInterruptibly(int arg) throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
// 如果没有获得到锁, 进入 ㈠
if (!tryAcquire(arg))
doAcquireInterruptibly(arg);
}

// ㈠ 可打断的获取锁流程
private void doAcquireInterruptibly(int arg) throws InterruptedException {
final Node node = addWaiter(Node.EXCLUSIVE);
boolean failed = true;
try {
for (;;) {
final Node p = node.predecessor();
if (p == head && tryAcquire(arg)) {
setHead(node);
p.next = null; // help GC
failed = false;
return;
}
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt()) {
// 在 park 过程中如果被 interrupt 会进入此
// 这时候抛出异常, 而不会再次进入 for (;;)
throw new InterruptedException();
}
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}
}

4. 公平锁实现原理·

看AQS队列中, 自己(线程) 有没有前驱节点(线程), (该节点不是占位的哨兵节点); 如果有就不去竞争锁. 如果没有, 才会去CAS操作

与非公平锁主要区别在于 tryAcquire 方法的实现

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if (!hasQueuedPredecessors() &&
compareAndSetState(0, acquires)) {
setExclusiveOwnerThread(current);
return true;
}
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static final class FairSync extends Sync {
private static final long serialVersionUID = -3000897897090466540L;
final void lock() {
acquire(1);
}

// AQS 继承过来的方法, 方便阅读, 放在此处
public final void acquire(int arg) {
if (
!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)
) {
selfInterrupt();
}
}
// 与非公平锁主要区别在于 tryAcquire 方法的实现
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
final Thread current = Thread.currentThread();
int c = getState();
if (c == 0) {
// 先检查 AQS 队列中是否有前驱节点, 没有才去竞争
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;
}

// ㈠ AQS 继承过来的方法, 方便阅读, 放在此处
public final boolean hasQueuedPredecessors() {
Node t = tail;
Node h = head;
Node s;
// h != t 时表示队列中有 Node
return h != t &&
(
// (s = h.next) == null 表示队列中还有没有老二
(s = h.next) == null || // 或者队列中老二线程不是此线程
s.thread != Thread.currentThread()
);
}
}

5. 条件变量实现原理·

图解流程·

每个条件变量其实就对应着一个等待队列,其实现类是 ConditionObject

await 流程·

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  • 开始 Thread-0 持有锁,conditionObject对象调用 await,进入 ConditionObject 的 addConditionWaiter 流程 创建新的 Node 状态为 -2(Node.CONDITION),关联 Thread-0,加入等待队列尾部

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image.png

接下来进入 AQS 的 fullyRelease 流程,释放同步器上的所有的锁 (因为可能线程发生可重入, 锁有很多层)

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image.png unparkSuccessor(h); —> unpark唤醒 AQS 队列中的下一个节点,竞争锁,假设没有其他竞争线程,那么 Thread-1 竞争成功

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image.png LockSupport.park(this); —> park 阻塞 Thread-0 image.png

signal 流程·

  • 假设 Thread-1 要来唤醒 Thread-0
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public final void signal() {
ConditionNode first = firstWaiter;
// 如果没有持有锁,会抛出异常 --> 这里表示Thread-1要持有锁,
//才可以去条件变量中去唤醒等待的线程
if (!isHeldExclusively())
throw new IllegalMonitorStateException();
if (first != null)
doSignal(first, false);
}

image.png 进入 ConditionObject 的 doSignal 流程,取得等待队列中第一个 Node,即 Thread-0 所在 Node

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private void doSignal(Node first) {
do {
// 去firstWaiter条件变量中将等待的线程拿出来.
if ( (firstWaiter = first.nextWaiter) == null)
lastWaiter = null;
first.nextWaiter = null;
// 转移到AQS的队列中, 等待竞争锁
} while (!transferForSignal(first) &&
(first = firstWaiter) != null);
}

image.png 执行 transferForSignal 流程,将该 Node 加入 AQS 队列尾部,将 Thread-0 的 waitStatus 改为 0,Thread-3 的waitStatus 改为 -1 , 改为-1就有责任去唤醒自己的后继节点

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// 外部类方法, 方便阅读, 放在此处
// ㈢ 如果节点状态是取消, 返回 false 表示转移失败, 否则转移成功
final boolean transferForSignal(Node node) {
// 设置当前node状态为0(因为处在队列末尾),如果状态已经不是 Node.CONDITION, 说明被取消了
if (!compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0))
return false;
// 加入 AQS 队列尾部,返回前驱节点
Node p = enq(node);
int ws = p.waitStatus;
if (
// 插入节点的上一个节点(前驱节点)被取消
ws > 0 ||
// 插入节点的上一个节点(前驱节点)不能设置状态为 Node.SIGNAL
!compareAndSetWaitStatus(p, ws, Node.SIGNAL)
) {
// unpark 取消阻塞, 让线程重新同步状态
LockSupport.unpark(node.thread);
}
return true;

image.png Thread-1 释放锁,进入 unlock 流程,略

源码分析·

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public class ConditionObject implements Condition, java.io.Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1173984872572414699L;

// 第一个等待节点
private transient Node firstWaiter;

// 最后一个等待节点
private transient Node lastWaiter;
public ConditionObject() { }
// ㈠ 添加一个 Node 至等待队列
private Node addConditionWaiter() {
Node t = lastWaiter;
// 所有已取消的 Node 从队列链表删除, 见 ㈡
if (t != null && t.waitStatus != Node.CONDITION) {
unlinkCancelledWaiters();
t = lastWaiter;
}
// 创建一个关联当前线程的新 Node, 添加至队列尾部
Node node = new Node(Thread.currentThread(), Node.CONDITION);
if (t == null)
firstWaiter = node;
else
t.nextWaiter = node;
lastWaiter = node;
return node;
}
// 唤醒 - 将没取消的第一个节点转移至 AQS 队列
private void doSignal(Node first) {
do {
// 已经是尾节点了
if ( (firstWaiter = first.nextWaiter) == null) {
lastWaiter = null;
}
first.nextWaiter = null;
} while (
// 将等待队列中的 Node 转移至 AQS 队列, 不成功且还有节点则继续循环 ㈢
!transferForSignal(first) &&
// 队列还有节点
(first = firstWaiter) != null
);
}

// 外部类方法, 方便阅读, 放在此处
// ㈢ 如果节点状态是取消, 返回 false 表示转移失败, 否则转移成功
final boolean transferForSignal(Node node) {
// 设置当前node状态为0(因为处在队列末尾),如果状态已经不是 Node.CONDITION, 说明被取消了
if (!compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0))
return false;
// 加入 AQS 队列尾部
Node p = enq(node);
int ws = p.waitStatus;
if (
// 插入节点的上一个节点被取消
ws > 0 ||
// 插入节点的上一个节点不能设置状态为 Node.SIGNAL
!compareAndSetWaitStatus(p, ws, Node.SIGNAL)
) {
// unpark 取消阻塞, 让线程重新同步状态
LockSupport.unpark(node.thread);
}
return true;
}
// 全部唤醒 - 等待队列的所有节点转移至 AQS 队列
private void doSignalAll(Node first) {
lastWaiter = firstWaiter = null;
do {
Node next = first.nextWaiter;
first.nextWaiter = null;
transferForSignal(first);
first = next;
} while (first != null);
}

// ㈡
private void unlinkCancelledWaiters() {
// ...
}
// 唤醒 - 必须持有锁才能唤醒, 因此 doSignal 内无需考虑加锁
public final void signal() {
// 如果没有持有锁,会抛出异常
if (!isHeldExclusively())
throw new IllegalMonitorStateException();
Node first = firstWaiter;
if (first != null)
doSignal(first);
}
// 全部唤醒 - 必须持有锁才能唤醒, 因此 doSignalAll 内无需考虑加锁
public final void signalAll() {
if (!isHeldExclusively())
throw new IllegalMonitorStateException();
Node first = firstWaiter;
if (first != null)
doSignalAll(first);
}
// 不可打断等待 - 直到被唤醒
public final void awaitUninterruptibly() {
// 添加一个 Node 至等待队列, 见 ㈠
Node node = addConditionWaiter();
// 释放节点持有的锁, 见 ㈣
int savedState = fullyRelease(node);
boolean interrupted = false;
// 如果该节点还没有转移至 AQS 队列, 阻塞
while (!isOnSyncQueue(node)) {
// park 阻塞
LockSupport.park(this);
// 如果被打断, 仅设置打断状态
if (Thread.interrupted())
interrupted = true;
}
// 唤醒后, 尝试竞争锁, 如果失败进入 AQS 队列
if (acquireQueued(node, savedState) || interrupted)
selfInterrupt();
}
// 外部类方法, 方便阅读, 放在此处
// ㈣ 因为某线程可能重入,需要将 state 全部释放,获取state,然后把它全部减掉,以全部释放
final int fullyRelease(Node node) {
boolean failed = true;
try {
int savedState = getState();
// 唤醒等待队列队列中的下一个节点
if (release(savedState)) {
failed = false;
return savedState;
} else {
throw new IllegalMonitorStateException();
}
} finally {
if (failed)
node.waitStatus = Node.CANCELLED;
}
}
// 打断模式 - 在退出等待时重新设置打断状态
private static final int REINTERRUPT = 1;
// 打断模式 - 在退出等待时抛出异常
private static final int THROW_IE = -1;
// 判断打断模式
private int checkInterruptWhileWaiting(Node node) {
return Thread.interrupted() ?
(transferAfterCancelledWait(node) ? THROW_IE : REINTERRUPT) :
0;
}
// ㈤ 应用打断模式
private void reportInterruptAfterWait(int interruptMode)
throws InterruptedException {
if (interruptMode == THROW_IE)
throw new InterruptedException();
else if (interruptMode == REINTERRUPT)
selfInterrupt();
}
// 等待 - 直到被唤醒或打断
public final void await() throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted()) {
throw new InterruptedException();
}
// 添加一个 Node 至等待队列, 见 ㈠
Node node = addConditionWaiter();
// 释放节点持有的锁
int savedState = fullyRelease(node);
int interruptMode = 0;
// 如果该节点还没有转移至 AQS 队列, 阻塞
while (!isOnSyncQueue(node)) {
// park 阻塞
LockSupport.park(this);
// 如果被打断, 退出等待队列
if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
break;
}
// 退出等待队列后, 还需要获得 AQS 队列的锁
if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)
interruptMode = REINTERRUPT;
// 所有已取消的 Node 从队列链表删除, 见 ㈡
if (node.nextWaiter != null)
unlinkCancelledWaiters();
// 应用打断模式, 见 ㈤
if (interruptMode != 0)
reportInterruptAfterWait(interruptMode);
}
// 等待 - 直到被唤醒或打断或超时
public final long awaitNanos(long nanosTimeout) throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted()) {
throw new InterruptedException();
}
// 添加一个 Node 至等待队列, 见 ㈠
Node node = addConditionWaiter();
// 释放节点持有的锁
int savedState = fullyRelease(node);
// 获得最后期限
final long deadline = System.nanoTime() + nanosTimeout;
int interruptMode = 0;
// 如果该节点还没有转移至 AQS 队列, 阻塞
while (!isOnSyncQueue(node)) {
// 已超时, 退出等待队列
if (nanosTimeout <= 0L) {
transferAfterCancelledWait(node);
break;
}
// park 阻塞一定时间, spinForTimeoutThreshold 为 1000 ns
if (nanosTimeout >= spinForTimeoutThreshold)
LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout);
// 如果被打断, 退出等待队列
if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
break;
nanosTimeout = deadline - System.nanoTime();
}
// 退出等待队列后, 还需要获得 AQS 队列的锁
if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)
interruptMode = REINTERRUPT;
// 所有已取消的 Node 从队列链表删除, 见 ㈡
if (node.nextWaiter != null)
unlinkCancelledWaiters();
// 应用打断模式, 见 ㈤
if (interruptMode != 0)
reportInterruptAfterWait(interruptMode);
return deadline - System.nanoTime();
}
// 等待 - 直到被唤醒或打断或超时, 逻辑类似于 awaitNanos
public final boolean awaitUntil(Date deadline) throws InterruptedException {
// ...
}
// 等待 - 直到被唤醒或打断或超时, 逻辑类似于 awaitNanos
public final boolean await(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
// ...
}
// 工具方法 省略 ...
}