深入剖析AQS

[toc] --- - Posted by [微博@Yangsc_o](https://img-blog.csdnimg.cn/20200515112607757.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmcxOTg5MDc=,size_16,color_FFFFFF,t_70) - 原创文章，版权声明：自由转载-非商用-非衍生-保持署名 | [Creative Commons BY-NC-ND 3.0](http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.zh) --- # 摘要 本文通过ReentrantLock来窥探AbstractQueuedSynchronizer（AQS）的实现原理，在看此文之前。你需要了解一下park、unpark的功能，请移步至上一篇《深入剖析park、unpark》； # AbstractQueuedSynchronizer实现一把锁 根据AbstractQueuedSynchronizer的官方文档，如果想实现一把锁的，需要继承AbstractQueuedSynchronizer，并需要重写tryAcquire、tryRelease、可选择重写isHeldExclusively提供locked state、因为支持序列化，所以需要重写readObject以便反序列化时恢复原始值、newCondition提供条件；官方提供的java代码如下（官方文档见参考连接）； ```java public class MyLock implements Lock, java.io.Serializable { private static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer { // Acquires the lock if state is zero @Override public boolean tryAcquire(int acquires) { assert acquires == 1; // Otherwise unused if (compareAndSetState(0, 1)) { setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread()); return true; } return false; } // Releases the lock by setting state to zero @Override protected boolean tryRelease(int releases) { assert releases == 1; // Otherwise unused if (getState() == 0) { throw new IllegalMonitorStateException(); } setExclusiveOwnerThread(null); setState(0); return true; } // Provides a Condition Condition newCondition() { return new ConditionObject(); } // Deserializes properly private void readObject(ObjectInputStream s) throws IOException, ClassNotFoundException { s.defaultReadObject(); setState(0); // reset to unlocked state } // Reports whether in locked state @Override protected boolean isHeldExclusively() { return getState() == 1; } } /** * The sync object does all the hard work. We just forward to it. */ private final Sync sync = new Sync(); @Override public void lock() { sync.acquire(1); } @Override public void lockInterruptibly() throws InterruptedException { sync.acquireInterruptibly(1); } @Override public boolean tryLock() { return sync.tryAcquire(1); } @Override public boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { return sync.tryAcquireNanos(1, unit.toNanos(timeout)); } @Override public void unlock() { sync.release(1); } @Override public Condition newCondition() { return sync.newCondition(); } private static volatile Integer value = 0; public static void main(String[] args) { MyLock myLock = new MyLock(); for (int i = 0; i < 1000; i++) { new Thread(()->{ myLock.lock(); value ++; myLock.unlock(); }).start(); } System.out.println(value); } } ``` --- 上面是一个不可重入的锁，它实现了一个锁基础功能，目的是为了跟ReentrantLock的实现做对比； # ReentrantLock ## ReentrantLock的特点 ReentrantLock意思为可重入锁，指的是一个线程能够对一个临界资源重复加锁。ReentrantLock跟常用的Synchronized进行比较；  ## Synchronized的基础用法 Synchronized的分析可以参考《深入剖析synchronized关键词》，ReentrantLock可以创建公平锁、也可以创建非公平锁，接下来看一下ReentrantLock的简单用法，非公平锁实现比较简单，今天重点是公平锁； ```java public class ReentrantLockTest { public static void main(String[] args) { ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock(true); reentrantLock.lock(); try { log.info("lock"); } catch (Exception e) { log.error(e); } finally { reentrantLock.unlock(); log.info("unlock"); } } } ``` ## ReentrantLock与AQS的关联 先看一下加锁方法lock - 非公平锁lock方法 compareAndSetState很好理解，通过CAS加锁，如果加锁失败调用acquire； ```java /** * Performs lock. Try immediate barge, backing up to normal * acquire on failure. */ final void lock() { if (compareAndSetState(0, 1)) setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread()); else acquire(1); } ``` - 公平锁lock方法 ```java final void lock() { acquire(1); } ``` - AQS框架的处理流程 ​ 线程继续等待，仍然保留获取锁的可能，获取锁流程仍在继续，分析实现原理 ```java public final void acquire(int arg) { if (!tryAcquire(arg) && acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)) selfInterrupt(); } ``` 总结：公平锁的上锁是必须判断自己是不是需要排队；而非公平锁是直接进行CAS修改计数器看能不能加锁成功；如果加锁不成功则乖乖排队(调用acquire)；所以不管公平还是不公平；只要进到了AQS队列当中那么他就会排队; ## AQS架构图 美团画的AQS的架构图，很详细，当有自定义同步器接入时，只需重写第一层所需要的部分方法即可，不需要关注底层具体的实现流程。当自定义同步器进行加锁或者解锁操作时，先经过第一层的API进入AQS内部方法，然后经过第二层进行锁的获取，接着对于获取锁失败的流程，进入第三层和第四层的等待队列处理，而这些处理方式均依赖于第五层的基础数据提供层。  AQS核心思想是，如果被请求的共享资源空闲，那么就将当前请求资源的线程设置为有效的工作线程，将共享资源设置为锁定状态；如果共享资源被占用，就需要一定的阻塞等待唤醒机制来保证锁分配。这个机制主要用的是CLH队列的变体实现的，将暂时获取不到锁的线程加入到队列中。 CLH：Craig、Landin and Hagersten队列，是单向链表，AQS中的队列是CLH变体的虚拟双向队列（FIFO），AQS是通过将每条请求共享资源的线程封装成一个节点来实现锁的分配。 - 非公平锁的加锁流程 - 公平锁的加锁流程 - 解锁公平锁和非公平锁逻辑一致 加锁： - 通过ReentrantLock的加锁方法Lock进行加锁操作。 - 会调用到内部类Sync的Lock方法，由于Sync#lock是抽象方法，根据ReentrantLock初始化选择的公平锁和非公平锁，执行相关内部类的Lock方法，本质上都会执行AQS的Acquire方法。 - AQS的Acquire方法会执行tryAcquire方法，但是由于tryAcquire需要自定义同步器实现，因此执行了ReentrantLock中的tryAcquire方法，由于ReentrantLock是通过公平锁和非公平锁内部类实现的tryAcquire方法，因此会根据锁类型不同，执行不同的tryAcquire。 - tryAcquire是获取锁逻辑，获取失败后，会执行框架AQS的后续逻辑，跟ReentrantLock自定义同步器无关。 - 流程：Lock -> acquire -> tryAcquire( or nonfairTryAcquire) 解锁： - 通过ReentrantLock的解锁方法Unlock进行解锁。 - Unlock会调用内部类Sync的Release方法，该方法继承于AQS。 - Release中会调用tryRelease方法，tryRelease需要自定义同步器实现，tryRelease只在ReentrantLock中的Sync实现，因此可以看出，释放锁的过程，并不区分是否为公平锁。 - 释放成功后，所有处理由AQS框架完成，与自定义同步器无关。 - 流程：unlock -> release -> tryRelease ## acquire获取锁 ```java public final void acquire(int arg) { if (!tryAcquire(arg) && acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)){ selfInterrupt(); } } ``` ### tryAcquire acquire方法首先会调tryAcquire方法，需要注意的是tryAcquire的结果做取反；根据前面分析，tryAcquire会调用子类的实现，ReentrantLock有两个内部类，FairSync，NonfairSync，都继承自Sync，Sync继承AbstractQueuedSynchronizer； 实现方式差别在是否有hasQueuedPredecessors() 的判断条件 - 公平锁实现 ```java /** * Fair version of tryAcquire. Don't grant access unless * recursive call or no waiters or is first. */ protected final boolean tryAcquire(int acquires) { final Thread current = Thread.currentThread(); // 获取lock对象的上锁状态，如果锁是自由状态则=0，如果被上锁则为1，大于1表示重入 int c = getState(); if (c == 0) { // hasQueuedPredecessors，判断自己是否需要排队 // 下面我会单独介绍，如果不需要排队则进行cas尝试加锁 // 如果加锁成功则把当前线程设置为拥有锁的线程 if (!hasQueuedPredecessors() && compareAndSetState(0, acquires)) { setExclusiveOwnerThread(current); return true; } } // 如果C不等于0，但是当前线程等于拥有锁的线程则表示这是一次重入，那么直接把状态+1表示重入次数+1 else if (current == getExclusiveOwnerThread()) { int nextc = c + acquires; if (nextc < 0) throw new Error("Maximum lock count exceeded"); setState(nextc); return true; } return false; } ``` 非公平锁 ```java /** * Performs non-fair tryLock. tryAcquire is implemented in * subclasses, but both need nonfair try for trylock method. */ final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) { final Thread current = Thread.currentThread(); int c = getState(); if (c == 0) { if (compareAndSetState(0, acquires)) { setExclusiveOwnerThread(current); return true; } } else if (current == getExclusiveOwnerThread()) { int nextc = c + acquires; if (nextc < 0) // overflow throw new Error("Maximum lock count exceeded"); setState(nextc); return true; } return false; } ``` ### hasQueuedPredecessors ```java public final boolean hasQueuedPredecessors() { // The correctness of this depends on head being initialized // before tail and on head.next being accurate if the current // thread is first in queue. Node t = tail; // Read fields in reverse initialization order Node h = head; Node s; return h != t && ((s = h.next) == null || s.thread != Thread.currentThread()); } ``` - Node 先来看下AQS中最基本的数据结构——Node，Node即为上面CLH变体队列中的节点。 ```java static final class Node { static final Node SHARED = new Node(); // 表示线程以共享的模式等待锁 static final Node EXCLUSIVE = null; // 表示线程正在以独占的方式等待锁 static final int CANCELLED = 1; // 表示线程获取锁的请求已经取消了 static final int SIGNAL = -1; // 表示线程已经准备好了，就等资源释放了 static final int CONDITION = -2; // 表示节点在等待队列中，节点线程等待唤醒 static final int PROPAGATE = -3; // 当前线程处在SHARED情况下，该字段才会使用 volatile int waitStatus; // 当前节点在队列中的状态 volatile Node prev; // 前驱指针 volatile Node next; // 后继指针 volatile Thread thread; // 表示处于该节点的线程 Node nextWaiter; // 指向下一个处于CONDITION状态的节点 final boolean isShared() { return nextWaiter == SHARED; } // 返回前驱节点，没有的话抛出npe final Node predecessor() throws NullPointerException { Node p = prev; if (p == null) throw new NullPointerException(); else return p; } Node() { // Used to establish initial head or SHARED marker } Node(Thread thread, Node mode) { // Used by addWaiter this.nextWaiter = mode; this.thread = thread; } Node(Thread thread, int waitStatus) { // Used by Condition this.waitStatus = waitStatus; this.thread = thread; } } ``` 再看hasQueuedPredecessors，整个方法如果最后返回false，则去加锁，如果返回true则不加锁，因为这个方法被取反操作；hasQueuedPredecessors是公平锁加锁时判断等待队列中是否存在有效节点的方法。如果返回False，说明当前线程可以争取共享资源；如果返回True，说明队列中存在有效节点，当前线程必须加入到等待队列中。 - h != t && ((s = h.next) == null || s.thread != Thread.currentThread()); 双向链表中，第一个节点为虚节点，其实并不存储任何信息，只是占位。真正的第一个有数据的节点，是在第二个节点开始的。 - 当h != t时： 如果(s = h.next) == null，等待队列正在有线程进行初始化，但只是进行到了Tail指向Head，没有将Head指向Tail，此时队列中有元素，需要返回True（这块具体见下边代码分析）。 - 如果(s = h.next) != null，说明此时队列中至少有一个有效节点。 - 如果此时s.thread == Thread.currentThread()，说明等待队列的第一个有效节点中的线程与当前线程相同，那么当前线程是可以获取资源的； - 如果s.thread != Thread.currentThread()，说明等待队列的第一个有效节点线程与当前线程不同，当前线程必须加入进等待队列。 如果这上面没有看懂，没有关系，先来分析一下构建整个队列的过程； - addWaiter(Node.EXCLUSIVE) ```java private Node addWaiter(Node mode) { Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode); // Try the fast path of enq; backup to full enq on failure // tail为对尾，赋值给pred Node pred = tail; // 判断pred是否为空，其实就是判断对尾是否有节点，其实只要队列被初始化了对尾肯定不为空 if (pred != null) { node.prev = pred; if (compareAndSetTail(pred, node)) { pred.next = node; return node; } } enq(node); return node; } ``` - enq ```java 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; } } } } ``` 用一张图来分析一下，整个队列构建过程；  - （1）通过Node(Thread thread, Node mode) 方法构建一个node节点（node2），此时的nextWaiter为空，线程不为空，是当前线程； - （2）如果队尾为空，则说明队列未建立，调用enq构建第一个虚拟节点（node1），通过compareAndSetHead方法构建一个头节点，需要注意的是该头节点thread是null，后续很多都是用线程是否为null来判读是否为第一个虚拟节点； - （3）将node1 cas设置为head - （4）将头节点赋值为tail = head - （5）进入下一次for循环时，会走到else分支，会将传入的node的指向头部节点的next，此时node2的prev指向node1（tail） - （6）将node2 cas设置为tail； - （7）将node2指向node1的next； 经过上面的步骤，就构建了一个长度为2的队列； 添加第二个队列时，走的是这段代码，流程就简单多了，代码如下 ```java if (pred != null) { node.prev = pred; if (compareAndSetTail(pred, node)) { pred.next = node; return node; } } ```  再看一下h != t && ((s = h.next) == null || s.thread != Thread.currentThread());因为整个构建过程并不是原子操作，所以这个条件判断，现在再是不是就看明白了？ - 当h != t时（3）步骤已经完成： 如果(s = h.next) == null 此时步骤（4）未完成，等待队列正在有线程进行初始化，但只是进行到了Tail指向Head，没有将Head指向Tail，此时队列中有元素，需要返回True - 如果(s = h.next) != null，说明此时队列中至少有一个有效节点。 - 如果此时s.thread == Thread.currentThread()，说明等待队列的第一个有效节点中的线程与当前线程相同，那么当前线程是可以获取资源的； - 如果s.thread != Thread.currentThread()，说明等待队列的第一个有效节点线程与当前线程不同，当前线程必须加入进等待队列。 ### acquireQueued addWaiter方法其实就是把对应的线程以Node的数据结构形式加入到双端队列里，返回的是一个包含该线程的Node。而这个Node会作为参数，进入到acquireQueued方法中。acquireQueued方法可以对排队中的线程进行“获锁”操作。总的来说，一个线程获取锁失败了，被放入等待队列，acquireQueued会把放入队列中的线程不断去获取锁，直到获取成功或者不再需要获取（中断）。 下面通过代码从“何时出队列？”和“如何出队列？”两个方向来分析一下acquireQueued源码： ```java final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) { // 标记是否成功拿到资源 boolean failed = true; try { // 标记等待过程中是否中断过 boolean interrupted = false; for (;;) { // 获取当前节点的前驱节点，有两种情况；1、上一个节点为头部；2上一个节点不为头部 final Node p = node.predecessor(); // 如果p是头结点，说明当前节点在真实数据队列的首部，就尝试获取锁（头结点是虚节点） // 因为第一次tryAcquire判断是否需要排队，如果需要排队，那么我就入队，此处再重试一次 if (p == head && tryAcquire(arg)) { // 获取锁成功，头指针移动到当前node setHead(node); p.next = null; // help GC failed = false; return interrupted; } // 说明p为头节点且当前没有获取到锁（可能是非公平锁被抢占了）或者是p不为头结点，这个时候就要判断当前node是否要被阻塞（被阻塞条件：前驱节点的waitStatus为-1），防止无限循环浪费资源。具体两个方法下面细细分析 if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) && parkAndCheckInterrupt()) interrupted = true; } } finally { // 成功拿到资源，准备释放 if (failed) cancelAcquire(node); } } ``` ### setHead 设置当前节点为头节点，并且将node.thread为空（刚才提到判断是否为头部虚拟节点的条件就是node.thread == null。waitStatus状态并为修改，等下我们再分析； ```java private void setHead(Node node) { head = node; node.thread = null; node.prev = null; } ``` ### shouldParkAfterFailedAcquire 接下来看shouldParkAfterFailedAcquire代码，需要注意的是，每一个新创建Node的节点是被下一个排队的node设置为等待状态为SIGNAL， 这里比较难以理解为什么需要去改变上一个节点的park状态？ 每个node都有一个状态，默认为0，表示无状态，-1表示在park；当时不能自己把自己改成-1状态？因为你得确定你自己park了才是能改为-1；所以只能先park；在改状态；但是问题你自己都park了；完全释放CPU资源了，故而没有办法执行任何代码了，所以只能别人来改；故而可以看到每次都是自己的后一个节点把自己改成-1状态； ```java private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) { // 获取前驱节点的状态 int ws = pred.waitStatus; // 说明头结点处于唤醒状态 if (ws == Node.SIGNAL) return true; // static final int CANCELLED = 1; // 表示线程获取锁的请求已经取消了 // static final int SIGNAL = -1; // 表示线程已经准备好了，就等资源释放了 // static final int CONDITION = -2; // 表示节点在等待队列中，节点线程等待唤醒 // static final int PROPAGATE = -3; // 当前线程处在SHARED情况下，该字段才会使用 if (ws > 0) { do { // 把取消节点从队列中剔除 node.prev = pred = pred.prev; } while (pred.waitStatus > 0); pred.next = node; } else { // 设置前任节点等待状态为SIGNAL compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL); } return false; } ``` ### parkAndCheckInterrupt 调用LockSupport.park挂起当前线程，自己已经park，无法再修改状态了！ ```java private final boolean parkAndCheckInterrupt() { // 调⽤用park()使线程进⼊入waiting状态 LockSupport.park(this); // 如果被唤醒，查看⾃自⼰己是不不是被中断的，这⾥里里先清除⼀下标记位 return Thread.interrupted(); } ``` shouldParkAfterFailedAcquire的整个流程还是比较清晰的，如果不清楚，可以参考美团画的流程图； ### cancelAcquire 通过上面的分析，当failed为true时，也就意味着park结束，线程被唤醒了，for循环已经跳出，开始执行cancelAcquire，通过cancelAcquire方法，将Node的状态标记为CANCELLED；代码如下： ```java private void cancelAcquire(Node node) { // 将无效节点过滤 if (node == null) return; // 设置该节点不关联任何线程，也就是虚节点（上面已经提到，node.thread = null是判读是否是头节点的条件） node.thread = null; Node pred = node.prev; // 通过前驱节点，处理waitStatus > 0的node while (pred.waitStatus > 0) node.prev = pred = pred.prev; // 把当前node的状态设置为CANCELLED，当下一个node排队结束时，自己就会被上一行代码处理掉； Node predNext = pred.next; node.waitStatus = Node.CANCELLED; // 如果当前节点是尾节点，将从后往前的第一个非取消状态的节点设置为尾节点，更新失败的话，则进入else，如果更新成功，将tail的后继节点设置为null if (node == tail && compareAndSetTail(node, pred)) { // 把自己设置为null compareAndSetNext(pred, predNext, null); } else { int ws; // 如果当前节点不是head的后继节点 // 1:判断当前节点前驱节点的是否为SIGNAL // 2:如果不是，则把前驱节点设置为SINGAL看是否成功 // 如果1和2中有一个为true，再判断当前节点的线程是否为null // 如果上述条件都满足，把当前节点的前驱节点的后继指针指向当前节点的后继节点 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 { // 如果当前节点是head的后继节点，或者上述条件不满足，那就唤醒当前节点的后继节点 unparkSuccessor(node); } node.next = node; // help GC } } ``` 当前的流程： - 获取当前节点的前驱节点，如果前驱节点的状态是CANCELLED，那就一直往前遍历，找到第一个waitStatus <= 0的节点，将找到的Pred节点和当前Node关联，将当前Node设置为CANCELLED。 - 根据当前节点的位置，考虑以下三种情况： (1) 当前节点是尾节点。 (2) 当前节点是Head的后继节点。 (3) 当前节点不是Head的后继节点，也不是尾节点。 （1）当前节点时尾节点 （2）当前节点是Head的后继节点。 这张图描述的是这段代码：unparkSuccessor ```java 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; } ``` （3）当前节点不是Head的后继节点，也不是尾节点。 这张图描述的是这段代码跟（2）一样； 通过上面的图，你会发现所有的变化都是对Next指针进行了操作，而没有对Prev指针进行操作，原因是执行cancelAcquire的时候，当前节点的前置节点可能已经从队列中出去了（已经执行过Try代码块中的shouldParkAfterFailedAcquire方法了），也就是下图中代码1和代码2直接的间隙就会出现这种情况，此时修改Prev指针，有可能会导致Prev指向另一个已经移除队列的Node，因此这块变化Prev指针不安全。 ## unlock解锁 解锁时并不区分公平和不公平，因为ReentrantLock实现了锁的可重入，可以进一步的看一下时如何处理的，上代码： ```java public void unlock() { sync.release(1); } ``` ### release ```java public final boolean release(int arg) { // 自定义的tryRelease如果返回true，说明该锁没有被任何线程持有 if (tryRelease(arg)) { // 获取头结点 Node h = head; if (h != null && h.waitStatus != 0) // 头结点不为空并且头结点的waitStatus不是初始化节点情况，解除线程挂起状态 unparkSuccessor(h); return true; } return false; } ``` 这里的判断条件为什么是h != null && h.waitStatus != 0 1. h == null Head还没初始化。初始情况下，head == null，第一个节点入队，Head会被初始化一个虚拟节点。如果还没来得及入队，就会出现head == null 的情况。 2. h != null && waitStatus == 0 表明后继节点对应的线程仍在运行中，不需要唤醒。 3. h != null && waitStatus < 0 表明后继节点可能被阻塞了，需要唤醒，(还记得一个node是在shouldParkAfterFailedAcquire方法中被设置为SIGNAL = -1的吧？不记得翻看一下上面吧) ### tryRelease ```java protected final boolean tryRelease(int releases) { // 减少可重入次数，setState(c); int c = getState() - releases; // 当前线程不是持有锁的线程，抛出异常 if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread()) throw new IllegalMonitorStateException(); boolean free = false; // 如果持有线程全部释放，将当前独占锁所有线程设置为null，并更新state if (c == 0) { free = true; setExclusiveOwnerThread(null); } setState(c); return free; } ``` ### unparkSuccessor 这个方法在cancelAcquire其实也用到了，简单分析一下 > // 如果当前节点是head的后继节点，或者上述条件不满足，就唤醒当前节点的后继节点unparkSuccessor(node); ```java private void unparkSuccessor(Node node) { // 获取结点waitStatus，CAS设置状态state=0 int ws = node.waitStatus; if (ws < 0) compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0); // 获取当前节点的下一个节点 Node s = node.next; // 如果下个节点是null或者下个节点被cancelled，就找到队列最开始的非cancelled的节点 if (s == null || s.waitStatus > 0) { s = null; // 就从尾部节点开始找，到队首，找到队列第一个waitStatus<0的节点。 for (Node t = tail; t != null && t != node; t = t.prev) if (t.waitStatus <= 0) s = t; } // 如果当前节点的下个节点不为空，而且状态<=0，就把当前节点unpark if (s != null） LockSupport.unpark(s.thread); } ``` 为什么要从后往前找第一个非Cancelled的节点呢？ 原因1:addWaiter方法并非原子，构建链表结构时如下图中 1、2间隙执行unparkSuccessor，此时链表是不完整的，没办法从前往后找了；  原因2:还有一点原因，在产生CANCELLED状态节点的时候，先断开的是Next指针，Prev指针并未断开，因此也是必须要从后往前遍历才能够遍历完全部的Node； ## 中断恢复 唤醒后，会执行return Thread.interrupted();，这个函数返回的是当前执行线程的中断状态，并清除。 ```java private final boolean parkAndCheckInterrupt() { LockSupport.park(this); return Thread.interrupted(); } ``` acquireQueued代码，当parkAndCheckInterrupt返回True或者False的时候，interrupted的值不同，但都会执行下次循环。如果这个时候获取锁成功，就会把当前interrupted返回。 ```java public final void acquire(int arg) { if (!tryAcquire(arg) && acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)) selfInterrupt(); } ``` ```java final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) { boolean failed = true; try { boolean interrupted = false; for (;;) { final Node p = node.predecessor(); if (p == head && tryAcquire(arg)) { setHead(node); p.next = null; // help GC failed = false; return interrupted; } if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) && parkAndCheckInterrupt()) interrupted = true; } } finally { if (failed) cancelAcquire(node); } } ``` 如果acquireQueued为True，就会执行selfInterrupt方法。 该方法其实是为了中断线程。但为什么获取了锁以后还要中断线程呢？这部分属于Java提供的协作式中断知识内容，感兴趣同学可以查阅一下。这里简单介绍一下： 1. 当中断线程被唤醒时，并不知道被唤醒的原因，可能是当前线程在等待中被中断，也可能是释放了锁以后被唤醒。因此我们通过Thread.interrupted()方法检查中断标记（该方法返回了当前线程的中断状态，并将当前线程的中断标识设置为False），并记录下来，如果发现该线程被中断过，就再中断一次。 2. 线程在等待资源的过程中被唤醒，唤醒后还是会不断地去尝试获取锁，直到抢到锁为止。也就是说，在整个流程中，并不响应中断，只是记录中断记录。最后抢到锁返回了，那么如果被中断过的话，就需要补充一次中断。 这里的处理方式主要是运用线程池中基本运作单元Worder中的runWorker，通过Thread.interrupted()进行额外的判断处理，可以看下ThreadPoolExecutor源码的判断条件；  # 其它 AQS在JUC中有⽐比较⼴广泛的使⽤用，以下是主要使⽤用的地⽅方： - ReentrantLock：使⽤用AQS保存锁重复持有的次数。当⼀一个线程获取锁时， ReentrantLock记录当 前获得锁的线程标识，⽤用于检测是否重复获取，以及错误线程试图解锁操作时异常情况的处理理。 - Semaphore：使⽤用AQS同步状态来保存信号量量的当前计数。 tryRelease会增加计数， acquireShared会减少计数。 - CountDownLatch：使⽤用AQS同步状态来表示计数。计数为0时，所有的Acquire操作 （CountDownLatch的await⽅方法）才可以通过。 - ReentrantReadWriteLock：使⽤用AQS同步状态中的16位保存写锁持有的次数，剩下的16位⽤用于保 存读锁的持有次数。 - ThreadPoolExecutor： Worker利利⽤用AQS同步状态实现对独占线程变量量的设置（tryAcquire和 tryRelease）。 --- 至此，通过ReentrantLock分析AQS的实现原理一家完毕，需要说明的是，此文深度参考了美团分析的ReentrantLock，是参考链接的第三个，有兴趣可以对比差异，感谢！ # 参考 [JDK API 文档](https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/concurrent/locks/AbstractQueuedSynchronizer.html) [Java的LockSupport.park()实现分析](https://blog.csdn.net/hengyunabc/article/details/28126139) [[从ReentrantLock的实现看AQS的原理及应用](https://tech.meituan.com/2019/12/05/aqs-theory-and-apply.html) [[Thread的中断机制(interrupt)](https://www.cnblogs.com/onlywujun/p/3565082.html) --- # 你的鼓励也是我创作的动力 [打赏地址](https://img-blog.csdnimg.cn/20200515115954900.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmcxOTg5MDc=,size_8,color_FFFFFF,t_70)