高并發(fā) - AbstractQueuedSynchronizer

thursday 發(fā)布于2019-08-19 10:41 / 1354人閱讀

摘要：溫馨提醒隊(duì)列是隊(duì)列的變種，隊(duì)列等待采用自旋，的隊(duì)列等待采用。表示對(duì)應(yīng)線程是否應(yīng)當(dāng)阻塞，節(jié)點(diǎn)是正占有鎖的線程的，其值為，處于后驅(qū)節(jié)點(diǎn)的線程才會(huì)去，由子類實(shí)現(xiàn)。

溫馨提醒

AbstractQueuedSynchronizer隊(duì)列是CLH隊(duì)列的變種，CLH隊(duì)列等待采用自旋，AQS的隊(duì)列等待采用LockSupport#park。

Node.waitStatus表示對(duì)應(yīng)線程是否應(yīng)當(dāng)阻塞，

head節(jié)點(diǎn)是正占有鎖的線程的，其thread值為null，處于head后驅(qū)節(jié)點(diǎn)的線程才會(huì)去tryAcquire，tryAcquire由子類實(shí)現(xiàn)。

入隊(duì)在tail，出隊(duì)在head

以下必須要子類實(shí)現(xiàn)：
/**
 * exclusive mode 
 */
boolean tryAcquire(int arg) 
/**
 * exclusive mode.
 */
boolean tryRelease(int arg) 
/**
 * shared mode.
 */
int tryAcquireShared(int arg)
/**
 * shared mode.
 */
boolean tryReleaseShared(int arg) 
/**
 * Returns true if synchronization is held exclusively with
 * respect to the current (calling) thread.  
 */
boolean isHeldExclusively()

獨(dú)占模式acquire

private Node enq(final Node node) {
// 無(wú)限循環(huán)，即step 1返回false（有別的線程將它的node連接到tail）也會(huì)重新將node連接到tail
    for (;;) {
        Node t = tail;
        if (t == null) {     // new一個(gè)不帶任何狀態(tài)的Node作為頭節(jié)點(diǎn)
            if (compareAndSetHead(new Node()))
                tail = head;
        } else {
            node.prev = t;
            if (compareAndSetTail(t, node)) {    // step 1
                t.next = node;
                return t;    // 返回當(dāng)前tail
            }
        }
    }
}


private Node addWaiter(Node mode) {
    Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
    //-- 和#enq邏輯比，只是取消了循環(huán)，為了更快？
    Node pred = tail;
    if (pred != null) {
        node.prev = pred;
        if (compareAndSetTail(pred, node)) {
            pred.next = node;
            return node;
        }
    }
//--
    enq(node);
    return node;    // 返回當(dāng)前線程的node
}


final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
    boolean failed = true;
    try {
        boolean interrupted = false;
    // 無(wú)限循環(huán)，直到當(dāng)前線程node的前驅(qū)node是head，否則對(duì)于node狀態(tài)為SIGNAL的線程會(huì)park
        for (;;) {
            final Node p = node.predecessor();
        // 如果當(dāng)前線程node的前驅(qū)是head
            if (p == head && tryAcquire(arg)) {
            // head = node; 從而讓其他線程也能走入該if
        // node.thread = null; 所以head永遠(yuǎn)是一個(gè)不帶Thread的空節(jié)點(diǎn) 
        // node.prev = null;
                setHead(node);        
                p.next = null;     // 配合上面的 node.prev = null; for GC
                failed = false;
                return interrupted;
            }
        // 判斷在tryAcquire失敗后是否應(yīng)該park，若是，則執(zhí)行park
            if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) && 
          // LockSupport#park，返回Thread#interrupted
          parkAndCheckInterrupt())
                interrupted = true;
        }
    } finally {
        if (failed)
            cancelAcquire(node);
    }
}


private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {
    int ws = pred.waitStatus;
// 表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)park
    if (ws == Node.SIGNAL) return true;
// 當(dāng)前節(jié)點(diǎn)不斷向前找，直到找到一個(gè)前驅(qū)節(jié)點(diǎn)waitStats不是CANCELLED的為止（狀態(tài)值里面只有CANCELLED是大于0的）
    if (ws > 0) {
        do {
            node.prev = pred = pred.prev;
        } while (pred.waitStatus > 0);
    // 中間CANCELLED的node作廢
        pred.next = node;
    } 
// 0 or PROPAGATE 需要設(shè)置為SIGNAL，但仍然返回false，即don’t park
else { 
        compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);
    }
    return false;
}


// Acquires in exclusive mode, ignoring interrupts
public final void acquire(int arg) {
// 這里提前tryAcquire為了省去入隊(duì)列操作，提高性能，因?yàn)榇蟛糠智闆r下可能都沒(méi)有鎖競(jìng)爭(zhēng)
    if (!tryAcquire(arg) &&
    // 入隊(duì)列，返回當(dāng)前線程中斷狀態(tài)
        acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
        selfInterrupt();
}

獨(dú)占模式release

public final boolean release(int arg) {
    if (tryRelease(arg)) {
        Node h = head;
        if (h != null && h.waitStatus != 0)    // step 1
            unparkSuccessor(h);
        return true;
    }
    return false;
}


private void unparkSuccessor(Node node) {
   
    int ws = node.waitStatus;
// 這里是SIGNAL，將head的waitStatus設(shè)為0，是為了不重復(fù)step 1
    if (ws < 0)
        compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0);

    Node s = node.next;
// 如果head（當(dāng)前線程）無(wú)后驅(qū)node，或后驅(qū)node為CANCELLED
    if (s == null || s.waitStatus > 0) {
        s = null;
    // 從鏈表tail開(kāi)始遍歷，取出非CANCELLED的node
        for (Node t = tail; t != null && t != node; t = t.prev)
            if (t.waitStatus <= 0)
                s = t;
    }
// 非CANCELLED的線程unpark，繼續(xù)#acquireQueued的for循環(huán)
    if (s != null)
        LockSupport.unpark(s.thread);
}

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