JDK鎖的基礎 AQS實現原理（二）

上文介紹了aqs的一些基礎知識，包括clh鎖的原理和aqs的一些資料結構，這篇文章中我們來分析一下aqs的方法。aqs是乙個抽象類，定義了幾個模板方法交給子類去實現，分別是：

protected boolean tryacquire(int arg)protected boolean tryrelease(int arg)protected int tryacquireshared(int arg)protected boolean tryreleaseshared(int arg)

本文不分析獲取共享鎖的情況。

先來看一下比較簡單的乙個子類實現reentrantlock中的內部類fairsync，下面就直接分析一下reentrantlock的實現，reentrantlock有乙個字段private final sync sync;，而sync正是繼承自aqs。來看一下reentrantlock的建構函式：

public
reentrantlock() 
public
reentrantlock(boolean fair)

其中nonfairsync和fairsync均繼承自sync類，區別只是獲取鎖的方式是否公平：

//nonfairsync
final void lock() 
//fairsync
final void lock()

可以看出，非公平鎖在獲取鎖的時候會先嘗試一下是否能直接獲取鎖，如果可以，就不必進行排隊（acquire方法），而公平鎖會直接進入等待佇列排隊。

看一下aqs中acquire方法的實現：

public
final
void
acquire(int arg)

acquire方法大體的邏輯就是先呼叫tryacquire嘗試獲取鎖，如果失敗的話就新建乙個node物件並新增到aqs的等待佇列中去。

private node addwaiter(node mode) 
}//新增node失敗，呼叫enq方法無限迴圈地新增
enq(node);
return node;
}

addwaiter方法新建乙個node物件，並且設定成exclusive模式，也就是排它鎖。在該方法中，先使用原子操作嘗試把新建節點新增到等待佇列的隊尾，如果新增成功則直接返回，否則呼叫enq()方法新增。

private node enq(final node node)  else }}
}

在此要說明的是，aqs的等待佇列是使用lazy模式來初始化的，也就是說，如果一直沒有執行緒來競爭鎖，那麼等待佇列一直都不會建立。而等待佇列的初始化是在enq()方法中進行的。

由於在addwaiter的過程中可能其他執行緒已經釋放了鎖，所以在acquirequeued方法中把新建node阻塞之前可以再嘗試一下獲取鎖，如果仍然失敗，再阻塞該執行緒：

final
boolean acquirequeued(final node node, int arg) 
if (shouldparkafte***iledacquire(p, node) &&
parkandcheckinterrupt())
interrupted = true;
}} finally 
}

aqs等待佇列中的頭節點代表當前持有鎖的執行緒，所以當乙個節點的前驅節點是頭節點的時候，可以嘗試一下獲取鎖（因為可能鎖持有執行緒已經釋放了鎖），如果獲取鎖成功，那麼把該節點設定成頭節點並返回。如果當前節點的前驅節點並不是頭節點，那麼不給它嘗試獲取鎖的機會，因為aqs等待佇列是fifo的，此時沒有輪到它獲取鎖。

如果該節點嘗試獲取鎖失敗，那麼呼叫shouldparkafte***iledacquire方法判斷是否需要阻塞當前節點：

private
static boolean shouldparkafte***iledacquire(node pred, node node)  while (pred.waitstatus > 0);
pred.next = node;
} else 
return
false;
}

如果shouldparkafte***iledacquire方法返回false，那麼在acquirequeued方法中進行下一輪迴圈（因為shouldparkafte***iledacquire方法可能修改了當前節點的前驅節點或者前驅節點的狀態），此時當前節點的前驅節點可能變成頭節點或者前驅節點的狀態變成signal。如果shouldparkafte***iledacquire方法返回true，那麼就呼叫parkandcheckinterrupt方法阻塞當前節點代表的執行緒：

private
final
boolean
parkandcheckinterrupt()

至此，獲取鎖的acquire方法已經分析完畢。再來看看釋放鎖的release方法：

public
final
boolean
release(int arg) 
return
false;
}

release方法呼叫tryrelease（模板方法，交給子類去實現）來釋放相應數量的訊號量，如果方法呼叫成功，那麼就喚醒等待佇列頭節點的後繼節點。

private
void
unparksuccessor(node node) 
if (s != null)
locksupport.unpark(s.thread);
}

假設沒有中斷的情況下，在unparksuccessor方法中unpark的執行緒會繼續在方法acquirequeued方法的執行，並且其parkandcheckinterrupt方法會返回false，然後就會再次嘗試獲取鎖，此次獲取鎖就會成功了，然後acquire方法就會返回，代表該執行緒已經可以執行臨界區**了。

最後再來看一下取消等待的方法，在獲取鎖的時候如果設定了超時時間並且超時之後就需要取消等待，此時會轉到cancelacquire方法：

private
void
cancelacquire(node node)  else  else 
node.next = node; // help gc
}}

JDK鎖的基礎 AQS實現原理（二）

JDK鎖的基礎 AQS實現原理（三）

AQS共享鎖的實現原理

基於AQS的獨佔鎖實現邏輯

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