ReentrantLock工作原理分析
ReentrantLock是一個可重入鎖,意思就是說可以遞迴的呼叫鎖,而不會因為遞迴進入加鎖方法而發生死鎖,這裡後面會新增解釋
ReentrantLock是基於AQS實現,其原理和AQS大致相同,分為公平鎖和非公平鎖,他們都會維護一個CLH雙端佇列,本質上是一
個雙端連結串列,本質上都要繼承AQS並重寫相應的方法 tryAcquire()方法 還有tryRelease()
final void lock() { acquire(1);} public final void acquire(int arg) { if (!tryAcquire(arg) && acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)) selfInterrupt(); }
嘗試獲取鎖 acquire的意思是 嘗試獲取鎖tryAcquire()方法如果返回true 說明獲取鎖成功 直接返回去執行業務程式碼 如果失敗 看下一個方法判斷acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)) 包裝成一個節點新增到CLH佇列中
protected final boolean tryAcquire(int acquires) { final Thread current = Thread.currentThread(); int c = getState(); if (c == 0) { 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; }
如果state是0並且CLH佇列中沒有節點就嘗試做CAS更改state的值得操作 返回true 執行業務程式碼 要求提現了公平性,排隊佇列的特性 如果不符合 ok 看下一條
private Node addWaiter(Node mode) { Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode); // Try the fast path of enq; backup to full enq on failure Node pred = tail; if (pred != null) { node.prev = pred; if (compareAndSetTail(pred, node)) { pred.next = node; return node; } } enq(node); return node; }
包裝成節點先一次嘗試新增到CLH佇列中去 如果不成功 操作enq()方法
private Node enq(final Node node) {
for (;;) {
Node t = tail;
if (t == null) { // Must initialize
if (compareAndSetHead(new Node()))
tail = head;
} else {
node.prev = t;
if (compareAndSetTail(t, node)) {
t.next = node;
return t;
}
}
}
}
自旋CAS併發處理的新增到CLH佇列中去
final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
boolean failed = true;
try {
boolean interrupted = false;
for (;;) {
//1
final Node p = node.predecessor();
if (p == head && tryAcquire(arg)) {
setHead(node);
p.next = null; // help GC
failed = false;
return interrupted;
}
//2
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
interrupted = true;
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}
新增到佇列中去了 要對節點做相應的處理 會嘗試喚醒節點 如果有方法呼叫了release方法 那麼就會喚醒重新開始自旋CAS 如果是頭結點的下一個節點 就可以嘗試獲得鎖
解鎖
public void unlock() {
sync.release(1);
}
public final boolean release(int arg) {
if (tryRelease(arg)) {
Node h = head;
if (h != null && h.waitStatus != 0)
unparkSuccessor(h);
return true;
}
return false;
}
喚醒節點 本質上是喚醒h節點的下一個節點
protected final boolean tryRelease(int releases) {
int c = getState() - releases;
if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())
throw new IllegalMonitorStateException();
boolean free = false;
if (c == 0) {
free = true;
setExclusiveOwnerThread(null);
}
setState(c);
return free;
}
只有state等於0的時候才會返回true 意味著這是可重入鎖 可以多次加鎖 最後也需要多次解鎖 直到state等於0
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;
}
if (s != null)
LockSupport.unpark(s.thread);
}
解鎖後一個節點 如果不成功(每一個節點都有多種狀態 可能被取消)就從最後一個節點開始往前遍歷做喚醒才做
LockSupport.unpark(s.thread);
喚醒後
final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
boolean failed = true;
try {
boolean interrupted = false;
for (;;) {
//1
final Node p = node.predecessor();
if (p == head && tryAcquire(arg)) {
setHead(node);
p.next = null; // help GC
failed = false;
return interrupted;
}
//2
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
interrupted = true;
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}
喚醒的節點會在自旋CAS中又嘗試獲取鎖
非公平鎖不同
final void lock() {
if (compareAndSetState(0, 1))
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
else
acquire(1);
}
先去搶先CAS改值 體現了搶佔式 非公平 不理會CLH佇列情況 其他的和公平鎖差不多了
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