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Java并发之AQS源码分析(二)
阅读量:5782 次
发布时间:2019-06-18

本文共 3147 字,大约阅读时间需要 10 分钟。

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我在这篇文章中,从源码的角度深度剖析了 AQS 独占锁模式下的获取锁与释放锁的逻辑,如果你把这部分搞明白了,再看共享锁的实现原理,思路就会清晰很多。下面我们继续从源码中窥探共享锁的实现原理。

共享锁

获取锁

public final void acquireShared(int arg) {  // 尝试获取共享锁,小于0表示获取失败  if (tryAcquireShared(arg) < 0)    // 执行获取锁失败的逻辑    doAcquireShared(arg);}

这里的 tryAcquireShared 方法是留给实现方去实现获取锁的具体逻辑的,我们主要看 doAcquireShared 方法的实现逻辑:

private void doAcquireShared(int arg) {  // 添加共享锁类型节点到队列中  final Node node = addWaiter(Node.SHARED);  boolean failed = true;  try {    boolean interrupted = false;    for (;;) {      final Node p = node.predecessor();      if (p == head) {        // 再次尝试获取共享锁        int r = tryAcquireShared(arg);        // 如果在这里成功获取共享锁,会进入共享锁唤醒逻辑        if (r >= 0) {          // 共享锁唤醒逻辑          setHeadAndPropagate(node, r);          p.next = null; // help GC          if (interrupted)            selfInterrupt();          failed = false;          return;        }      }      // 与独占锁相同的挂起逻辑      if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&          parkAndCheckInterrupt())        interrupted = true;    }  } finally {    if (failed)      cancelAcquire(node);  }}

看到上面的代码,是不是有一种熟悉的感觉,同样是采用了自旋机制,在线程挂起之前,不断地循环尝试获取锁,不同的是,一旦获取共享锁,会调用 setHeadAndPropagate 方法同时唤醒后继节点,实现共享模式,下面是唤醒后继节点代码逻辑:

private void setHeadAndPropagate(Node node, int propagate) {  // 头节点  Node h = head;   // 设置当前节点为新的头节点  // 这里不需要加锁操作,因为获取共享锁后,会从FIFO队列中依次唤醒队列,并不会产生并发安全问题  setHead(node);  if (propagate > 0 || h == null || h.waitStatus < 0 ||      (h = head) == null || h.waitStatus < 0) {    // 后继节点    Node s = node.next;    // 如果后继节点为空或者后继节点为共享类型,则进行唤醒后继节点    // 这里后继节点为空意思是只剩下当前头节点了    if (s == null || s.isShared())      doReleaseShared();  }}

该方法主要做了两个重要的步骤:

  1. 将当前节点设置为新的头节点,这点很重要,这意味着当前节点的前置节点(旧头节点)已经获取共享锁了,从队列中去除;
  2. 调用 doReleaseShared 方法,它会调用 unparkSuccessor 方法唤醒后继节点。

释放锁

public final boolean releaseShared(int arg) {  // 由用户自行实现释放锁条件  if (tryReleaseShared(arg)) {    // 执行释放锁    doReleaseShared();    return true;  }  return false;}

下面是释放锁逻辑:

private void doReleaseShared() {  for (;;) {    // 从头节点开始执行唤醒操作    // 这里需要注意,如果从setHeadAndPropagate方法调用该方法,那么这里的head是新的头节点    Node h = head;    if (h != null && h != tail) {      int ws = h.waitStatus;      //表示后继节点需要被唤醒      if (ws == Node.SIGNAL) {        // 初始化节点状态        //这里需要CAS原子操作,因为setHeadAndPropagate和releaseShared这两个方法都会顶用doReleaseShared,避免多次unpark唤醒操作        if (!compareAndSetWaitStatus(h, Node.SIGNAL, 0))          // 如果初始化节点状态失败,继续循环执行          continue;            // loop to recheck cases        // 执行唤醒操作        unparkSuccessor(h);      }      //如果后继节点暂时不需要唤醒,那么当前头节点状态更新为PROPAGATE,确保后续可以传递给后继节点      else if (ws == 0 &&               !compareAndSetWaitStatus(h, 0, Node.PROPAGATE))        continue;                // loop on failed CAS    }    // 如果在唤醒的过程中头节点没有更改,退出循环    // 这里防止其它线程又设置了头节点,说明其它线程获取了共享锁,会继续循环操作    if (h == head)                   // loop if head changed      break;  }}

共享锁的释放锁逻辑比独占锁的释放锁逻辑稍微复杂,原因是共享锁需要释放队列中所有共享类型的节点,因此需要循环操作,由于释放锁过程中会涉及多个地方修改节点状态,此时需要 CAS 原子操作来并发安全。

获取共享锁流程图:

总结

更独占锁相比,从流程图也可看出,共享锁的主要特征是当有一个线程获取到锁之后,那么它就会依次唤醒等待队列中可以跟它共享的节点,当然这些节点也是共享锁类型。

微信公众号「Java科代表」

转载于:https://my.oschina.net/objcoding/blog/3047164

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