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AbstractQueuedSynchronizer是并发编程包中最重要的类，是并发编程包的实现基层。简单来说，AbstractQueuedSynchronizer提供了一个基于FIFO的队列，用于存储处于阻塞状态的线程；提供了一个volatile修改的state变量，用于作为锁获取的标识位，对于FIFO队列和state的操作都是通过Unsafe这个类来实现CAS原子操作。
AQS的功能可以分为两类：独占功能和共享功能，它的所有子类中，要么实现了并使用了它独占锁功能的API，要么使用了共享锁的功能，而不会同时使用两套API，即便是它最有名的子类读写锁ReentrantReadWriteLock也是通过两个内部类：读锁和写锁，分别实现两套API来实现的。
//阻塞线程节点
static final class Node {
static final Node SHARED = new Node(); //共享锁
static final Node EXCLUSIVE = null; //独占锁
static final int CANCELLED = 1; //用于表示当前线程被取消
static final int SIGNAL = -1; //表示当前线程处于阻塞状态
static final int CONDITION = -2; //表示当前节点在等待Condition
static final int PROPAGATE = -3; //表示当前场景下后续的acquireShared能够得以执行
volatile int waitStatus;
volatile Node prev;
volatile Node next;
volatile Thread thread;
Node nextWaiter;
}当线程没有竞争到锁资源时就会被阻塞并放到FIFO队列中，当锁资源释放后再从FIFO由阻塞状态变为可执行状态来获取锁资源并执行。当线程获取锁资源时有公平锁和非公平锁可以参考并发编程--公平锁和非公平锁；此外对于锁的分类还有独占锁和共享锁，简单来说独占锁state就是当前锁只能有一个线程获取，其他线程处于阻塞状态，共享锁是多个线程可以同时持有当前锁状态state，只要符合某种要求所有线程可以并发执行，不用进行阻塞等待。AQS FIFO队列模型：
AbstractQueuedSynchronizer提供了一个变量state，用来作为当前锁是否可以获取的标识，对于所有线程来说，当前state的值对于他们来说都是可见的，每个线程持有的state值都是相同的。
private volatile int state;
final void lock() {
//但获取锁时，会将state设置为1，如果是单个线程多次获取锁则state++
acquire(1);
}//tryAcquire是尝试获取锁，如果获取锁则继续执行
//如果tryAcquire返回false，则调用acquireQueued将当前线程阻塞并添加的FIFO队列中
public final void acquire(int arg) {
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();
}我们看看tryAcquire尝试获取锁的机制，我们介绍一下公平锁的获取吧 protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
//获取当前线程
final Thread current = Thread.currentThread();
//获取锁标识state
int c = getState();
//如果c等于0则表示当前线程可以获取锁
if (c == 0) {
//hasQueuedPredecessors判断当前锁是否在FIFO队列中，当FIFO队列为空时，当前线程可以获取锁，不然根据公平规则，需要让FIFO中的线程优先获取锁
//当可以获取锁是调用 compareAndSetState(0, acquires)将state值通过cas操作设置为acquires
if (!hasQueuedPredecessors() &&
compareAndSetState(0, acquires)) {
//将独占线程设置为当前线程
setExclusiveOwnerThread(current);
return true;
}
}
//即使当前获取不到锁，如果获取锁的线程是当前线程则state++，线程获取多个锁
else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
int nextc = c + acquires;
if (nextc < 0)
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
setState(nextc);
return true;
}
//获取锁失败
return false;
}
}总结：锁的获取是根据锁状态值state和判断当前获取锁的线程是否是申请锁的线程来判断的private Node addWaiter(Node mode) {
//创建当前线程节点Node
Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
Node pred = tail;
//当尾节点不为空时
if (pred != null) {
node.prev = pred;
//cas原子操作将当前线程添加到FIFO队列中
if (compareAndSetTail(pred, node)) {
pred.next = node;
return node;
}
}
//当尾节点为空时，初始化head和tail节点
enq(node);
//返回node
return node;
}接下来调用acquireQueued将线程进行阻塞final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
boolean failed = true;
try {
boolean interrupted = false;
for (;;) {
//获取node节点的前一个节点
final Node p = node.predecessor();
//再尝试获取锁
if (p == head && tryAcquire(arg)) {
setHead(node);
p.next = null; // help GC
failed = false;
return interrupted;
}
//shouldParkAfterFailedAcquire 用来设置node的waitstatus状态为SIGNAL，值为-1，表示当前节点的后继节点包含的线程需要运行，也就是unpark；
//parkAndCheckInterrupt() 操作是将当前线程park，阻塞，线程阻塞在这个地方
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
interrupted = true;
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}线程阻塞的操作是在parkAndCheckInterrupt中将当前线程阻塞。private final boolean parkAndCheckInterrupt() {
//阻塞当前线程
LockSupport.park(this);
return Thread.interrupted();
}总结：以上操作完成了线程的进FIFO队列及当前线程的阻塞。 public void unlock() {
sync.release(1);
}release中进行state恢复值并唤起阻塞线程。public final boolean release(int arg) {
//tryRelease释放锁，将state进行减值，并设置当前可执行线程为null
if (tryRelease(arg)) {
Node h = head;
if (h != null && h.waitStatus != 0)
//唤起阻塞线程
unparkSuccessor(h);
return true;
}
return false;
}tryRelease中对state进行修改，如果state的值为0的话将当前执行线程设置为null。protected final boolean tryRelease(int releases) {
//修改state值
int c = getState() - releases;
if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())
throw new IllegalMonitorStateException();
boolean free = false;
if (c == 0) {
free = true;
//将当前执行线程设置为空
setExclusiveOwnerThread(null);
}
//修改state值
setState(c);
return free;
}接下来的操作是调用unparkSuccessor将阻塞线程唤起 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;
}
//唤起当前线程
if (s != null)
LockSupport.unpark(s.thread);
}并发编程--AbstractQueuedSynchronizer介绍和原理分析
标签：相同 读锁 iter com == variant bst article 它的
原文地址：http://blog.csdn.net/qq924862077/article/details/69469875
