java多線程之五——JUC核心AbstractQueuedSynchronizer(AQS)源碼分析

本文基于java version "1.8.0_77"

閱讀本文章之前，你需要了解LockSupport中相關(guān)方法的介紹。
閱讀本篇文章，請對照源碼閱讀，否則可能云里霧里不知所云。

簡介

AbstractQueuedSynchronizer：譯為：隊(duì)列同步器（以下簡稱AQS），可以看到這是一個抽象類。有大名鼎鼎的并發(fā)大師Doug Lea設(shè)計：

image.png

并發(fā)包中很多Lock都是通過繼承AQS實(shí)現(xiàn)的（ReentrantLock、
ReentrantReadWriteLock和CountDownLatch等），AQS中封裝了實(shí)現(xiàn)鎖的具體操作，其子類繼承AQS后，可以輕松的調(diào)用AQS的相應(yīng)方法來實(shí)現(xiàn)同步狀態(tài)的管理同步狀態(tài)，線程的排隊(duì)，等待以及喚醒等操作。
子類可以重寫的方法如下：

protected boolean tryAcquire(int arg)獨(dú)占式的獲取同步狀態(tài)，使用CAS設(shè)置同步狀態(tài)
protected boolean tryRelease(int arg)獨(dú)占式的釋放同步狀態(tài)
protected int tryAcquireShared(int arg)共享式的獲取同步狀態(tài)，返回大于等于0的值，表示獲取成功，否則失敗
protected boolean tryReleaseShared(int arg)
共享式的釋放同步狀態(tài)
protected boolean isHeldExclusively()判斷當(dāng)前是否被當(dāng)前線程鎖獨(dú)占

構(gòu)成

image.png

如上圖，AQS中定義了一個volatile整數(shù)狀態(tài)信息，我們可以通過getState(),setState(int newState),compareAndSetState(int expect,int update)）等protected方法進(jìn)行操作這一狀態(tài)信息。例如：ReentrantLock中用它來表示所有線程呢個已經(jīng)重復(fù)獲取該鎖的次數(shù)，Semaphore用它來表示剩余的許可數(shù)量，F(xiàn)utureTask用它來表示任務(wù)的狀態(tài)（未開始，正在運(yùn)行，已結(jié)束，已取消等）。

AQS是由一個同步隊(duì)列（FIFO雙向隊(duì)列）來管理同步狀態(tài)的，如果線程獲取同步狀態(tài)失敗，AQS會將當(dāng)前線程以及等待狀態(tài)信息構(gòu)造成一個節(jié)點(diǎn)（Node）加入到同步隊(duì)列中，同時阻塞當(dāng)前線程；當(dāng)同步狀態(tài)狀態(tài)釋放時，會把首節(jié)點(diǎn)中的線程喚醒，使其再次嘗試獲取同步狀態(tài)。

image.png

準(zhǔn)備工作

在跟著源碼走流程之前，我們先了一下以下幾個需要用到的概念：

AQS.Node

隊(duì)列示意圖如下:

image.png

每個Node節(jié)點(diǎn)都是一個自旋鎖：在阻塞時不斷循環(huán)讀取狀態(tài)變量，當(dāng)前驅(qū)節(jié)點(diǎn)釋放同步對象使用權(quán)后，跳出循環(huán)，執(zhí)行同步代碼。我們在接下來的代碼分析中，也能夠看到通過死循環(huán)來達(dá)到自旋這一目的。

我們看一下Node節(jié)點(diǎn)類的幾個關(guān)鍵屬性（不必記住，下面用到的時候，再回來看即可）：

MODE（兩個）

兩種Mode，用于創(chuàng)建Node時的構(gòu)造函數(shù)使用。在private Node addWaiter(Node mode)這一方法調(diào)用的時候傳入，用于想等待隊(duì)列中添加節(jié)點(diǎn)。

volatile int waitStatus

手機(jī)是waitStatus,用來表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)。其取值范圍如下：

static final int CANCELLED = 1;表示節(jié)點(diǎn)的線程是已被取消的。當(dāng)前節(jié)點(diǎn)由于超時或者被中斷而被取消。一旦節(jié)點(diǎn)被取消后，那么它的狀態(tài)值不在會被改變，且當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的線程不會再次被阻塞。
static final int SIGNAL= -1;表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的后繼節(jié)點(diǎn)的線程需要被喚醒。當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的后繼節(jié)點(diǎn)已經(jīng) (或即將)被阻塞（通過LockSupport.park()） , 所以當(dāng) 當(dāng)前節(jié)點(diǎn)釋放或則被取消時候，一定要unpark它的后繼節(jié)點(diǎn)。為了避免競爭，獲取方法一定要首先設(shè)置node為signal，然后再次重新調(diào)用獲取方法，如果失敗，則阻塞。
static final int CONDITION = -2;表示線程正在等待某個條件。表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)正在條件隊(duì)列（AQS下的ConditionObject里也維護(hù)了個隊(duì)列）中，在從conditionObject隊(duì)列轉(zhuǎn)移到同步隊(duì)列前，它不會在同步隊(duì)列（AQS下的隊(duì)列）中被使用。當(dāng)成功轉(zhuǎn)移后，該節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)值將由CONDITION設(shè)置為0。
static final int PROPAGATE = -3;表示下一個共享模式的節(jié)點(diǎn)應(yīng)該無條件的傳播下去。共享模式下的釋放操作應(yīng)該被傳播到其他節(jié)點(diǎn)。該狀態(tài)值在doReleaseShared方法中被設(shè)置的。
0 以上都不是。

可以看到，非負(fù)數(shù)值（0和已經(jīng)取消）意味著該節(jié)點(diǎn)不需要被喚醒。所以，大多數(shù)代碼中不需要檢查該狀態(tài)值的確定值,只需要根據(jù)正負(fù)值來判斷即可對于一個正常的Node，他的waitStatus初始化值時0。對于一個condition隊(duì)列中的Node，他的初始化值時CONDITION。如果想要修改這個值，可以使用AQS提供CAS進(jìn)行修改。（方法：boolean compareAndSetWaitStatus(Node node, int expect,int update)）

volatile Node prev

用于鏈接當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)依賴前驅(qū)節(jié)點(diǎn)來檢測waitStatus，前驅(qū)節(jié)點(diǎn)是在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)入隊(duì)時候被設(shè)置的。為了提高GC效率，在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)出隊(duì)時候會把前驅(qū)節(jié)點(diǎn)設(shè)置為null。而且，在取消前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的時候，則會while循環(huán)直到找到一個非取消（cancelled）的節(jié)點(diǎn)，由于頭節(jié)點(diǎn)永遠(yuǎn)不會是取消狀態(tài)，所以我們一定可以找到非取消狀態(tài)的前置節(jié)點(diǎn)。

volatile Node next;

用于鏈接當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的后繼節(jié)點(diǎn)，在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)釋放時候會喚醒后繼節(jié)點(diǎn)。在一個當(dāng)前節(jié)點(diǎn)入隊(duì)的時候，會先設(shè)置當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的prev，而不會立即設(shè)置前置節(jié)點(diǎn)的next。而是用CAS替換了tail之后才設(shè)置前置節(jié)點(diǎn)的next。（方法Node addWaiter(Node mode)）

Node nextWaiter

用來串聯(lián)條件隊(duì)列，連接到下一個在條件上等待的結(jié)點(diǎn)或是特殊的值SHARED。因?yàn)闂l件隊(duì)列只在獨(dú)占模式下持有時訪問，我們只需要一個簡單的鏈表隊(duì)列來持有在條件上等待的結(jié)點(diǎn)。再然后它們會被轉(zhuǎn)移到同步隊(duì)列（AQS隊(duì)列）再次重新獲取。由于條件隊(duì)列只能在獨(dú)占模式下使用，所以我們要表示共享模式的節(jié)點(diǎn)的話只要使用特殊值SHARED來標(biāo)明即可。

輔助方法分析（供查閱）

shouldParkAfterFailedAcquire

這個方法是信號控制（waitStatus）的核心。在獲取同步狀態(tài)失敗，生成Node并加入隊(duì)列中后，用于檢查和更新結(jié)點(diǎn)的狀態(tài)。返回true表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)應(yīng)該被阻塞。

private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {
        int ws = pred.waitStatus;
        if (ws == Node.SIGNAL)
            /*
             * 前驅(qū)節(jié)點(diǎn)如果狀態(tài)如果為SIGNAL。表明當(dāng)前節(jié)點(diǎn)應(yīng)被阻塞，等待喚醒（參見上文的SIGNAL狀態(tài)）
             * 則返回true，然后park掛起線程
             */
            return true;
        if (ws > 0) {
            /*
             * 前驅(qū)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)值大于0（只有一個取值1），表示前驅(qū)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)取消
             * 此時應(yīng)該丟棄前驅(qū)節(jié)點(diǎn)，而繼續(xù)尋找前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)，（見下圖）
             * 這里使用while循環(huán)查找前驅(qū)節(jié)點(diǎn)，并將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的prev屬性設(shè)置為找到的新的節(jié)點(diǎn)。（下圖步驟1）
             * 并將新的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的后繼節(jié)點(diǎn)設(shè)置為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)（下圖步驟2）
             */
            do {
                node.prev = pred = pred.prev;
            } while (pred.waitStatus > 0);
            pred.next = node;
        } else {
            /*
             * 排除以上SIGNAL（-1）和>0（1）兩種情況
             * 現(xiàn)在是前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的waitStatus為0或PROPAGATE（-3）的情況（不考慮CONDITION的情況）
             * 這時候表明前驅(qū)節(jié)點(diǎn)需要重新設(shè)置waitStatus
             * 這樣在下一輪循環(huán)中，就可以判斷前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的SIGNAL而阻塞park當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，以便于等待前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的unpark（比如：shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) && parkAndCheckInterrupt()）
             */
            compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);
        }
        return false;
    }

如圖：

image.png

parkAndCheckInterrupt

與上面的shouldParkAfterFailedAcquire中聯(lián)合調(diào)用

（shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) && parkAndCheckInterrupt()）

通過shouldParkAfterFailedAcquire方法獲取到可用的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)，并設(shè)置前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的WaitStatus值為SIGNAL，進(jìn)而在此方法中將當(dāng)前線程park（阻塞等待）。線程醒了之后，檢查線程是否被重點(diǎn)，并將結(jié)果返回。

cancelAcquire

上面講到，每一個NODE節(jié)點(diǎn)都是一個自旋鎖，都在不斷進(jìn)行死循環(huán)自旋，當(dāng)自旋過程中發(fā)生異常而無法獲得鎖，就需要取消節(jié)點(diǎn)。
需要做的是：

清空node節(jié)點(diǎn)中的引用
node出隊(duì)：剔除當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，打斷next和prev引用。分為三種情況：1. node是tail 2. node既不是tail，也不是head的后繼節(jié)點(diǎn) 3. node是head的后繼節(jié)點(diǎn)
源碼分析如下：

 private void cancelAcquire(Node node) {
        // 如果node為空，忽略，直接返回
        if (node == null)
            return;
        
        //將thread引用置空
        node.thread = null;

        // 跳過取消的（cancelled）的前置節(jié)點(diǎn)，找到一個有效的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)，如上面分析過的shouldParkAfterFailedAcquire
        Node pred = node.prev;
        while (pred.waitStatus > 0)
            node.prev = pred = pred.prev;

        // 拿到前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的后繼節(jié)點(diǎn)
        Node predNext = pred.next;

        // 將節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)值設(shè)為已取消，這樣，其他節(jié)點(diǎn)就可以跳過本節(jié)點(diǎn)，而不受其他線程的干擾
        node.waitStatus = Node.CANCELLED;

        // 情況1：如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是尾節(jié)點(diǎn)，CAS替換tail字段的引用為為前驅(qū)節(jié)點(diǎn)
        // 成功之后，CAS將前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的后繼節(jié)點(diǎn)置空
        if (node == tail && compareAndSetTail(node, pred)) {
            compareAndSetNext(pred, predNext, null);
        } else {
            // 情況2：如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)不是tail，而前驅(qū)節(jié)點(diǎn)又不是head
            // 則嘗試CAS將前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的waitStatus標(biāo)記為SIGNAL（表示前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的后繼節(jié)點(diǎn)需要喚醒）
            // 設(shè)置成功之后，CAS將前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的后繼節(jié)點(diǎn)設(shè)置為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的后繼節(jié)點(diǎn)（將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)剔除）
            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)
                    compareAndSetNext(pred, predNext, next);
            } else {
            // 情況3：如果node是head的后繼節(jié)點(diǎn)，則直接喚醒node的后繼節(jié)點(diǎn)
                unparkSuccessor(node);
            }

            node.next = node; // help GC
        }
    }

如上：
情況1：

image.png

1：compareAndSetTail(node, pred) 替換tail的引用
2：compareAndSetNext(pred, predNext, null); 將pred的next置空

情況2：

image.png

compareAndSetNext(pred, predNext, next); 將前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的next指向后繼節(jié)點(diǎn)。后繼節(jié)點(diǎn)的prev將在前面講過的shouldParkAfterFailedAcquire進(jìn)行添加。

情況3
下面將分析unparkSuccessor方法

unparkSuccessor

用于喚醒當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的后繼節(jié)點(diǎn)。

private void unparkSuccessor(Node node) {
       // 將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)重置
        int ws = node.waitStatus;
        if (ws < 0)
            compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0);

        // 拿到后繼節(jié)點(diǎn) ，如果后繼機(jī)節(jié)點(diǎn)是空或標(biāo)記為取消（cancelled）
        // 開是循環(huán)獲取后繼的可用節(jié)點(diǎn)
        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;
        }
        // LockSupport喚醒下一個節(jié)點(diǎn)
        if (s != null)
            LockSupport.unpark(s.thread);
    }

上文中尋找下一個可用節(jié)點(diǎn)的時候，可以看到不是head->tail尋找，而是tail->head倒序?qū)ふ遥@是因?yàn)椋和ㄟ^上面代碼可以看到，只有在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)node的后繼節(jié)點(diǎn)為nul的時候，才會執(zhí)行循環(huán)尋找后面的可用后繼節(jié)點(diǎn)。注意此處：后繼節(jié)點(diǎn)已經(jīng)為null了，故只能從尾部向前遍歷，找到第一個可用節(jié)點(diǎn)。

差不多就這些了，下面我們進(jìn)入正題，探討一下獲取同步化狀態(tài)的流程。

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源碼分析

獨(dú)占式獲取同步狀態(tài)

上源碼：

首先tryAcquire(arg)，tryAcquire是由子類實(shí)現(xiàn)，通過操作state進(jìn)行判定當(dāng)前是否允許當(dāng)前線程獲取執(zhí)行權(quán)力，用來控制當(dāng)前是否允許獲取同步狀態(tài)。true表示獲取同步狀態(tài)，不必加入同步隊(duì)列中。如果返回了false，沒有獲取同步狀態(tài)，則需要加入到同步隊(duì)列中。繼續(xù)往下執(zhí)行：

addWaiter(Node mode)

首先將節(jié)點(diǎn)添加到等待隊(duì)列中：

private Node addWaiter(Node mode) {
        // 構(gòu)造一個Node，nextWaiter為null
        Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
        // 獲取到tail節(jié)點(diǎn)（也就是接下來，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)）
        Node pred = tail;
        if (pred != null) {
            node.prev = pred;
            // CAS嘗試替換tail引用，如果成功，則返回
            if (compareAndSetTail(pred, node)) {
                pred.next = node;
                return node;
            }
        }
        // 上述不成功，存在多線程競爭，則自旋
        enq(node);
        return node;
    }

enq(final Node node)

private Node enq(final Node node) {
        for (;;) {
            Node t = tail;
            // 如果隊(duì)列為空，先CAS設(shè)置一下head空節(jié)點(diǎn)，完事之后進(jìn)行下一次循環(huán)
            if (t == null) { 
                if (compareAndSetHead(new Node()))
                    tail = head;
            } else {
                // 設(shè)置當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的prev，然后CAS設(shè)置設(shè)置tail，和前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的next
                node.prev = t;
                if (compareAndSetTail(t, node)) {
                    t.next = node;
                    return t;
                }
            }
        }
    }

添加隊(duì)列成功之后，我們繼續(xù)往下看，還是那張圖

acquireQueued(final Node node, int arg)

acquireQueued主要是處理正在排隊(duì)等待的線程。自旋、阻塞重試獲取。如果獲取成功則替換當(dāng)前節(jié)點(diǎn)為鏈表頭，然后返回。在獲取過程中，忽略了中斷，但將是否中斷的返回了。

final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
        boolean failed = true;
        try {
            boolean interrupted = false;
            // 死循環(huán)自旋，不斷嘗試獲取同步狀態(tài)
            for (;;) {
                //獲取當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)
                final Node p = node.predecessor();
                // 只有前驅(qū)節(jié)點(diǎn)是head，也就是說排隊(duì)排到當(dāng)前借錢，才有可能獲取同步狀態(tài)
                // 如果允許獲取同步狀態(tài)，則將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)設(shè)置為head，設(shè)置其他標(biāo)記，并返回，終止自旋
                if (p == head && tryAcquire(arg)) {
                    setHead(node);
                    p.next = null; // help GC
                    failed = false;
                    return interrupted;
                }
                // 在上面同步獲取失敗后，有可能不是頭節(jié)點(diǎn)的后繼節(jié)點(diǎn)，這時沒有資格獲取同步狀態(tài)，就需要休眠
                // 下面代碼上面講過，進(jìn)一步檢查和更新節(jié)點(diǎn)狀態(tài)，判斷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是否需要park，減少占用CPU，等待前驅(qū)節(jié)點(diǎn)釋放同步狀態(tài)將它喚醒
                if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                    parkAndCheckInterrupt())
                    interrupted = true;
            }
        } finally {
            // 如果失敗，取消獲取同步狀態(tài)，移除節(jié)點(diǎn)，上文已講
            if (failed)
                cancelAcquire(node);
        }
    }

selfInterrupt

獲取鎖過程中，忽略了中斷，在這里處理中斷

static void selfInterrupt() {
        Thread.currentThread().interrupt();
    }

獲取分析完了，我們看一下，同步代碼執(zhí)行完畢，同步狀態(tài)是如何釋放的。

獨(dú)占式釋放同步狀態(tài)

 public final boolean release(int arg) {
        //首先調(diào)用子類重寫方法tryRelease，返回true標(biāo)識標(biāo)識允許釋放同步狀態(tài)
        if (tryRelease(arg)) {
            //如果允許釋放，則當(dāng)前head即為要釋放的node，只需要喚醒后繼node即可， unparkSuccessor上文講過
            Node h = head;
            if (h != null && h.waitStatus != 0)
                unparkSuccessor(h);
            return true;
        }
        return false;
    }

到此，我們走完了獨(dú)占式鎖的獲取與釋放。簡要概述一下步驟：

嘗試獲取鎖，如果不能獲取，添加進(jìn)隊(duì)列
隊(duì)列中該node進(jìn)行自旋排隊(duì)，嘗試獲取同步狀態(tài)
如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)不是head的下個節(jié)點(diǎn)，休眠，等待喚醒
喚醒后，檢查自身是否已被interrupted，繼續(xù)嘗試獲取鎖
獲取后，執(zhí)行同步代碼，
執(zhí)行完畢后，release鎖，喚醒下個節(jié)點(diǎn)

-----------------------------------------------------

共享式獲取同步狀態(tài)

上源碼：

首先還是調(diào)用子類實(shí)現(xiàn)的tryAcquireShared，查看是否允許獲取同步狀態(tài)。如果首次獲取結(jié)果大于等于0.則完成獲取。如果小于0，則表示不允許獲取同步狀態(tài)，進(jìn)入隊(duì)列。

doAcquireShared(int arg)

死循環(huán)自旋嘗試獲取鎖

 private void doAcquireShared(int arg) {
        // 構(gòu)造Node，添加到隊(duì)列中，模式為Node.SHARED，查看Node構(gòu)造函數(shù)
        // 可以看到，當(dāng)前Node的nextWaiter（不是next，詳看上文）為一個空node對象
        final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
        boolean failed = true;
        try {
            boolean interrupted = false;
            for (;;) {
                // 拿到前驅(qū)node
                final Node p = node.predecessor();
                // 前驅(qū)node是head才有可能獲取鎖
                if (p == head) {
                    int r = tryAcquireShared(arg);
                    if (r >= 0) {   // tryAcquireShared大于等于0，允許獲取鎖
                       // 獲取成功，需要將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)設(shè)置為AQS隊(duì)列中的第一個節(jié)點(diǎn)
                       // 這是AQS的規(guī)則，隊(duì)列的頭節(jié)點(diǎn)表示正在獲取鎖的節(jié)點(diǎn)
                       // 下面講解
                        setHeadAndPropagate(node, r);
                        p.next = null; // help GC
                        // 同獨(dú)占式
                        if (interrupted)
                            selfInterrupt();
                        failed = false;
                        return;
                    }
                }
                // 不解釋，見上文
                if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                    parkAndCheckInterrupt())
                    interrupted = true;
            }
        } finally {
            // 不解釋，見上文
            if (failed)
                cancelAcquire(node);
        }
    }

setHeadAndPropagate

這是

private void setHeadAndPropagate(Node node, int propagate) {
        // 取到head做緩存
        Node h = head; 
        //將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)設(shè)置為head
        setHead(node);
        // propagate是tryAcquireShared返回的值 ，可以理解為Semaphore，是否還允許其他并發(fā)
        if (propagate > 0 || h == null || h.waitStatus < 0 ||
            (h = head) == null || h.waitStatus < 0) {
            Node s = node.next;
            // 并檢查當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的后繼節(jié)點(diǎn)為空或者后繼節(jié)點(diǎn)的nextWaiter是否為SHARED，表明后繼節(jié)點(diǎn)需要共享傳遞
            if (s == null || s.isShared())
                doReleaseShared();  // 進(jìn)行share傳遞， doReleaseShared
        }
    }

可以看到這里與獨(dú)占式的做了相似的事情，都進(jìn)行了設(shè)置head之后，區(qū)別是共享式獲取同步狀態(tài)又進(jìn)行了share傳遞，傳遞給下一個nextWaiter屬性同樣為SHAREED的節(jié)點(diǎn)，我們看一下doReleaseShared方法

doReleaseShared

private void doReleaseShared() {
 /*
         * 即使在并發(fā)，多個線程在獲取、釋放的情況下，確保釋放的傳播性,
         * 如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)標(biāo)記為SIGNAL（表示后繼節(jié)點(diǎn)需要喚醒，按理說應(yīng)該在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)釋放的時候喚醒，但是此處是共享模式，故立即喚醒），則通常嘗試頭節(jié)點(diǎn)的unparkSuccessor 動作。
         * 但是如果他不符合喚醒的條件，為了確保能正確release，那么則把head的waitState設(shè)置為為PROPAGATE
         * 此外，在執(zhí)行該代碼時，為了以防萬一有新
         * 節(jié)點(diǎn)的加入，或者我們CAS修改失敗，所以我們的更新需要在循環(huán)中，不斷嘗試。
         */
        for (;;) {
            Node h = head;
            if (h != null && h != tail) {
                int ws = h.waitStatus;
                if (ws == Node.SIGNAL) {
                    if (!compareAndSetWaitStatus(h, Node.SIGNAL, 0))
                        continue;            // 失敗了就繼續(xù)loop  
                    unparkSuccessor(h);
                }
                else if (ws == 0 &&
                         !compareAndSetWaitStatus(h, 0, Node.PROPAGATE))
                    continue;                // 失敗了就繼續(xù)loop  
            }
            if (h == head)                   // loop if head changed
                break;
        }
    }

這里最重要的是要多線程環(huán)境中理解doReleaseShared，一個線程A執(zhí)行doReleaseShared，然后unparkSuccessor，線程B喚醒執(zhí)行，這時候被喚醒的線程B運(yùn)行，重新請求獲取同步狀態(tài)，修改head節(jié)點(diǎn)，喚醒線程C，然后依次喚醒D、E、F……每個節(jié)點(diǎn)在自己喚醒的同時，也喚醒了后面的節(jié)點(diǎn)，設(shè)置為head，這樣就達(dá)到了共享模式。

注意h == head，我們看到上面有注釋說Additionally, we must loop in case a new node is added while we are doing this.為了避免在執(zhí)行到這里的時候。如果有兩個新的節(jié)點(diǎn)添加到隊(duì)列中來，一個節(jié)點(diǎn)A喚醒B之后，B恰好setHead了，此時head是B節(jié)點(diǎn)。此時A之前獲得的head并不是新的head了，故需要繼續(xù)循環(huán)，以盡可能保證成功性。

可以看到獨(dú)占式與共享式的差別就是共享的傳遞：
獨(dú)占模式喚醒頭節(jié)點(diǎn)，頭節(jié)點(diǎn)釋放之后，后繼節(jié)點(diǎn)喚醒
共享模式喚醒全部節(jié)點(diǎn)。

共享式釋放同步狀態(tài)

源碼不貼了，調(diào)用的是上述的doReleaseShared()

響應(yīng)中斷獲取鎖

acquireInterruptibly和acquire差不多，acquireSharedInterruptibly和acquireShared差不多，區(qū)別就是拋出了InterruptedException。

-----------------------完畢-------------------------

下一篇繼續(xù)擼Reentrantlock
本人能力有限，分析的不夠的地方，還望多多指正。

最后編輯于：2017.11.23 19:00:48

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java多線程之五——JUC核心AbstractQueuedSynchronizer(AQS)源碼分析

java多線程之五——JUC核心AbstractQueuedSynchronizer(AQS)源碼分析

簡介

構(gòu)成

準(zhǔn)備工作

AQS.Node

MODE（兩個）

volatile int waitStatus

volatile Node prev

volatile Node next;

Node nextWaiter

輔助方法分析（供查閱）

shouldParkAfterFailedAcquire

parkAndCheckInterrupt

cancelAcquire

unparkSuccessor

-----------------------------------------------------

源碼分析

獨(dú)占式獲取同步狀態(tài)

addWaiter(Node mode)

enq(final Node node)

acquireQueued(final Node node, int arg)

selfInterrupt

獨(dú)占式釋放同步狀態(tài)

-----------------------------------------------------

共享式獲取同步狀態(tài)

doAcquireShared(int arg)

setHeadAndPropagate

doReleaseShared

共享式釋放同步狀態(tài)

響應(yīng)中斷獲取鎖

-----------------------完畢-------------------------

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構(gòu)成

準(zhǔn)備工作

AQS.Node

MODE（兩個）

volatile int waitStatus

volatile Node prev

volatile Node next;

Node nextWaiter

輔助方法分析（供查閱）

shouldParkAfterFailedAcquire

parkAndCheckInterrupt

cancelAcquire

unparkSuccessor

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源碼分析

獨(dú)占式獲取同步狀態(tài)

addWaiter(Node mode)

enq(final Node node)

acquireQueued(final Node node, int arg)

selfInterrupt

獨(dú)占式釋放同步狀態(tài)

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共享式獲取同步狀態(tài)

doAcquireShared(int arg)

setHeadAndPropagate

doReleaseShared

共享式釋放同步狀態(tài)

響應(yīng)中斷獲取鎖

-----------------------完畢-------------------------

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