AQS源碼複習筆記

僅爲個人複習筆記,格式之類的未調整,明天抽空再整下。

1、acquire函數
// 首先調用子類的tryAcquire函數,執行具體的操作
// 如果失敗了,執行addWaiter 加入阻塞隊列尾部
// 接着執行acquireQueued 嘗試再次檢查前面的線程是不是完事了,自旋再嘗試一下
public final void acquire(int arg) {
    if (!tryAcquire(arg) &&
        acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
        selfInterrupt();
}

// 這個函數的特點,就是會設置一個哨兵節點,負責放哨,比如說標記下後面的節點是不是有需要喚醒的,
// 如果後面是有節點需要喚醒的  那麼這個哨兵節點的值就是SIGAL
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;
}

// 這個函數分三部分
// 第一部分就是一進去之後,先看下pre節點是不是head了,如果是那就意味着輪到自己了,就再次嘗試去CAS,如果成功就直接返回了
// 第二部分,首先會執行shouldParkAfterFailedAcquire函數,判斷一下是不是可以進入阻塞狀態,如果判斷是true,那麼就調用parkAndCheckInterrupt掛起當前線程
// 第三部分就是finally塊裏面的,當出現了異常的時候,failed沒有正常被修改爲true,就進入這個finally塊,
// 注意這裏只有try/finally,沒有catch,異常是會往上拋的,所以這段代碼的意思就是,一旦出現非預期的異常,直接取消當前節點的acquire,然後向上拋出異常
final boolean acquireQueued(final Node node, long 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);
    }
}


// 這段代碼核心就是,設置前面個節點的狀態爲SIGNAL,
// 因爲哨兵節點的初始waitStatus=0,所以第一個入隊的節點需要設置哨兵的狀態爲SIGAL,標識着後面有節點需要喚醒
// 所以這裏只有前一個節點狀態爲SIGNAL的時候,纔會返回true 然後掛起自己
// 如果檢查到ws>0,大於0的只有CALLELED狀態,所以直接向前檢查有哪些CALLED狀態的,直接跳過
// 如果前一個節點不是SIGNAL,那麼就設置它爲SIGNAL,再返回檢查一下,是不是輪到當前線程了,如果不是再回來掛起
// 所以這個函數決定了,會自旋兩次,檢查是不是輪到自己了
private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {
    int ws = pred.waitStatus;
    if (ws == Node.SIGNAL)
        /*
         * This node has already set status asking a release
         * to signal it, so it can safely park.
         */
        return true;
    if (ws > 0) {
        /*
         * Predecessor was cancelled. Skip over predecessors and
         * indicate retry.
         */
        do {
            node.prev = pred = pred.prev;
        } while (pred.waitStatus > 0);
        pred.next = node;
    } else {
        /*
         * waitStatus must be 0 or PROPAGATE.  Indicate that we
         * need a signal, but don't park yet.  Caller will need to
         * retry to make sure it cannot acquire before parking.
         */
        compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);
    }
    return false;
}

// 最後就是這個掛起函數,返回了一個線程中斷的標識,
// 如果這個線程park返回的原因是因爲當前線程被中斷了,那麼因爲park的原因直接返回了,沒起到效果
// 所以就直接退出去,在上層設置自己被中斷了,在最後tryAcquire執行成功之後,調用selfInterrupt()把自己中斷,以達到原本預期的中斷效果。
private final boolean parkAndCheckInterrupt() {
    LockSupport.park(this);
    return Thread.interrupted();
}


最後就是release函數

// 這個函數也是執行子類的tryRelease實現,如果執行失敗就返回false,如果成功就去喚醒阻塞隊列的下一個等待的Node
// 需要注意的是這裏執行喚醒的判斷代碼 [h.waitStatus != 0] head的初始值是0,這裏是只有不爲0纔去喚醒,這裏就和上面的設置SIGNAL關聯起來了
// 明白了爲啥一定要設置前面的Node爲SIGNAL之後才能掛起,就是爲了標識後面有需要喚醒的Node
public final boolean release(long arg) {
    if (tryRelease(arg)) {
        Node h = head;
        if (h != null && h.waitStatus != 0)
            unparkSuccessor(h);
        return true;
    }
    return false;
}

// 這裏就分兩步 第一步去修改head節點的狀態,重新修改爲0
// 接着就去喚醒next節點,如果next節點不滿足,就從後往前遍歷,找到第一個滿足條件的,也就是狀態>0的節點,去喚醒該Node的thread
private void unparkSuccessor(Node node) {
    /*
     * If status is negative (i.e., possibly needing signal) try
     * to clear in anticipation of signalling.  It is OK if this
     * fails or if status is changed by waiting thread.
     */
    int ws = node.waitStatus;
    if (ws < 0)
        compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0);

    /*
     * Thread to unpark is held in successor, which is normally
     * just the next node.  But if cancelled or apparently null,
     * traverse backwards from tail to find the actual
     * non-cancelled successor.
     */
    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);
}


再看下條件隊列

// 簡單說來,就是將當前線程封裝成一個Node,然後追加在條件隊列尾部
// 然後通過[while (!isOnSyncQueue(node))] 避免線程被虛假喚醒
// 這個節點是不在同步隊列中的,所以一進來就會被掛起
// 直到等到被喚醒,然後發現自己已經在同步隊列中了,所以執行acquireQueued去嘗試競爭
// 如果競爭失敗,則被掛在同步隊列中
public final void await() throws InterruptedException {
    if (Thread.interrupted())
        throw new InterruptedException();
    Node node = addConditionWaiter();
    long savedState = fullyRelease(node);
    int interruptMode = 0;
    while (!isOnSyncQueue(node)) {
        LockSupport.park(this);
        if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
            break;
    }
    if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)
        interruptMode = REINTERRUPT;
    if (node.nextWaiter != null) // clean up if cancelled
        unlinkCancelledWaiters();
    if (interruptMode != 0)
        reportInterruptAfterWait(interruptMode);
}


// 再看看這個喚醒的函數,其實就是取出第一個Node,然後解鏈,然後放到AQS同步隊列中,喚醒該Node的線程
private void doSignal(Node first) {
    do {
        if ( (firstWaiter = first.nextWaiter) == null)
            lastWaiter = null;
        first.nextWaiter = null;
    } while (!transferForSignal(first) &&
             (first = firstWaiter) != null);
}

// 這個函數就是把狀態給改成0,然後入隊,喚醒Node線程
final boolean transferForSignal(Node node) {
    /*
     * If cannot change waitStatus, the node has been cancelled.
     */
    if (!compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0))
        return false;

    /*
     * Splice onto queue and try to set waitStatus of predecessor to
     * indicate that thread is (probably) waiting. If cancelled or
     * attempt to set waitStatus fails, wake up to resync (in which
     * case the waitStatus can be transiently and harmlessly wrong).
     */
    Node p = enq(node);
    int ws = p.waitStatus;
    if (ws > 0 || !compareAndSetWaitStatus(p, ws, Node.SIGNAL))
        LockSupport.unpark(node.thread);
    return true;
}

 

 

參考鏈接:

https://www.jianshu.com/p/dcbcea767d69

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