并发编程AQS源码分析

并发编程AQS源码分析

AQS的全称为（AbstractQueuedSynchronizer），这个类在java.util.concurrent.locks包下面。它是一个Java提高的底层同步工具类，比如CountDownLatch、ReentrantLock，Semaphore，ReentrantReadWriteLock，SynchronousQueue，FutureTask等等皆是基于AQS的
简单来说：是用一个int类型的变量表示同步状态，并提供了一系列的CAS操作来管理这个同步状态对象
一个是 state（用于计数器，为0时释放锁）
一个是线程标记（当前线程是谁加锁的），
一个是阻塞队列Node（用于存放其他未拿到锁的线程)
例子：线程A调用了lock()方法，通过CAS将state赋值为1，然后将该锁标记为线程A加锁。如果线程A还未释放锁时，线程B来请求，会查询锁标记的状态，因为当前的锁标记为 线程A，线程B未能匹配上，所以线程B会加入阻塞队列，直到线程A触发了 unlock() 方法，这时线程B才有机会去拿到锁，但是不一定肯定拿到
源码分析阶段

直接看ReentrantLock中的lock方法加锁是如何使用到AQS的、ReentrantLock分为公平锁和非公平锁、默认是非公平锁
公平锁：按照队列先进先出的顺序进行加锁解锁
非公平锁：哪个线程先抢到锁就是哪个的、有可能造成某一个线程一直抢不到锁
非公平锁

1. // 非公平锁
2. final void lock() {
3.     // 进行cas操作、state值为0则赋值为1、成功获取锁
4.     if (compareAndSetState(0, 1))
5.         // 设置线程标记、线程标记用来检测是否是重入锁
6.         setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
7.     else
8.         // 调用AQS中的acquire方法、在调用ReentrantLock类下定义的Sync类中的nonfairTryAcquire方法进行具体的锁操作细节
9.         // 传参1、里面一直进行for循环CAS赋值、直到哪个线程抢到返回
10.         acquire(1);
11. }
13. // acquire方法是操作state状态位的方法、通过tryAcquire里面的CAS原子操作检测锁状态
14. public final void acquire(int arg) {
15.     // tryAcquire调用nonfairTryAcquire方法
16.     if (!tryAcquire(arg) &&
17.         // addWaiter: 根据给定模式创建一个当前线程的Node节点并返回、当前是创建一个独占锁的Node节点
18.         acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
19.         // 中断当前线程
20.         selfInterrupt();
21. }
23. final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
24.     // 先获取当前线程标识符、用于检测当前对象的线程标识符是否是同一个、同一个则为可重入锁、可直接返回、不是则返回后调用acquireQueued
25.     final Thread current = Thread.currentThread();
26.     // 获取计数器、表明当前线程重入了多少次锁
27.     int c = getState();
28.     // 为0则代表当前线程的锁全部解锁完毕
29.     if (c == 0) {
30.         // 给state计数器加1、代表上锁
31.         if (compareAndSetState(0, acquires)) {
32.             // 设置对象的线程标识符为当前线程
33.             setExclusiveOwnerThread(current);
34.             // 直接返回
35.             return true;
36.         }
37.     }
38.     // 代表当前有线程在使用该对象锁、检测是否是同一线程、是则进入、为可重入锁
39.     else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
40.         // 计算state
41.         int nextc = c + acquires;
42.         // 小于0则代表锁过多、即0x7fffffff + 1为负数
43.         if (nextc < 0) // overflow
44.             throw new Error("Maximum lock count exceeded");
45.         // 赋值state
46.         setState(nextc);
47.         // 直接返回
48.         return true;
49.     }
50.     // 返回false、表示当前对象锁被其他线程占用了、需要等到加锁的线程解锁才进行抢占
51.     return false;
52. }
54. //  根据给定模式创建一个当前线程的Node节点并返回
55. private Node addWaiter(Node mode) {
56.     // 根据当前线程创建一个Node节点、并传入模式（独占锁、共享锁）
57.     Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
58.     // 获取队列尾部Node节点
59.     Node pred = tail;
60.     // 检测队列是否存在尾部节点、即是否存在节点
61.     if (pred != null) {
62.         // 新创建的Node节点上一个节点设为队列的尾部节点、然后下面直接将新创建节点插入队列尾部
63.         node.prev = pred;
64.         // 通过cas操作更换节点顺序、即新创建的节点为尾部、原先尾节点的下一个节点设置为当前新创建的Node节点
65.         if (compareAndSetTail(pred, node)) {
66.             pred.next = node;
67.             return node;
68.         }
69.     }
70.     // 将新创建的Node节点插入队列尾部
71.     enq(node);
72.     return node;
73. }
75. // 里面for死循环无限调用nonfairTryAcquire方法检测锁是否被释放、然后进行抢占加锁
76. final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
77.     // 错误位、当finally执行时该变量为true、则代表有异常发生、取消当前的操作
78.     boolean failed = true;
79.     try {
80.         boolean interrupted = false;
81.         for (;;) {
82.             // 返回Node节点的上一个节点
83.             final Node p = node.predecessor();
84.             // 检测是否是头节点、是的话在进行cas检测锁是否解锁在抢占
85.             if (p == head && tryAcquire(arg)) {
86.                 // 抢占到锁了、设置当前线程的Node节点为等待队列的头节点
87.                 setHead(node);
88.                 p.next = null; // help GC
89.                 failed = false;
90.                 return interrupted;
91.             }
92.             if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
93.                 // 检测当前线程是否调用了interrupt中断线程方法、并且检测状态位进行阻塞、调用LockSupport.park(this)方式阻塞自己
94.                 parkAndCheckInterrupt())
95.                 // 如果循环走到这里在return返回的话、代表线程将中断
96.                 interrupted = true;
97.         }
98.     } finally {
99.         if (failed)
100.             cancelAcquire(node);
101.     }
102. }

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