第 6 章 Java 并发包中锁原理剖析Part one

目录

6.1 LockSupport 工具类 

6.2　独占锁 ReentrantLock 的原理 

获取锁 

1．void lock() 方法

2．void lockInterruptibly() 方法

3．boolean tryLock() 方法

4．boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit) 方法

释放锁

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6.1 LockSupport 工具类 

LockSupport 它的主要作用是 挂起和唤醒线程 ，该工具类是创建锁和其他同步类的基础。

LockSupport 类与每个使用它的线程都会关联一个许可证，在默认情况下调用 LockSupport 类的方法的线程是不持有许可证的。 LockSupport 是使用 Unsafe 类实现的。

6.2　独占锁 ReentrantLock 的原理 

ReentrantLock 是可重入的独占锁，同时只能有一个线程可以获取该锁，其他获取该锁的线程会被阻塞而被放入该锁的 AQS 阻塞队列里面。

Sync 类直接继承自 AQS ，它的子类 NonfairSync 和 FairSync 分别实现了获取锁的非公平与公平策略。默认情况下是非公平的实现。

public ReentrantLock() {sync = new NonfairSync();}public ReentrantLock(boolean fair) {sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();}

获取锁 

1．void lock() 方法

• 当一个线程调用该方法时，说明该线程希望获取该锁。如果锁当前没有被其他线程占用并且当前线程之前没有获取过该锁，则当前线程会获取到该锁，然后设置当前锁的拥有者为当前线程，并设置 AQS 的状态值为 1【AQS 的 state 状态值表示线程获取该锁的可重入次数】，然后直接返回。
• 如果当前线程之前已经获取过该锁，则这次只是简单地把 AQS 的状态值加 1 后返回。
• 如果该锁已经被其他线程持有， 则调用该方法的线程会被放入 AQS 队列后阻塞挂起。

2．void lockInterruptibly() 方法

该方法与 lock() 方法类似，它的不同在于，它对中断进行响应，就是当前线程在调用该方法时，如果其他线程调用了当前线程的 interrupt （）方法，则当前线程会抛出 InterruptedException 异常，然后返回。

默 认 AQS 的状态值为 0 ，所以第一个调用 Lock 的 线程会通过 CAS 设置状态值为 1 ， CAS 成 功 则 表 示 当 前 线 程 获 取 到 了 锁， 然 后 setExclusiveOwnerThread 设置该锁持有者是当前线程。

如果这时候有其他线程调用 lock 方法企图获取该锁， CAS 会失败，然后会调用 AQS的 acquire 方法。注意，传递参数为 1 ，

final void lock() {//（1）CAS设置状态值if (compareAndSetState(0, 1))setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());else//（2）调用AQS的acquire方法acquire(1);
}

3．boolean tryLock() 方法

尝试获取锁，如果当前该锁没有被其他线程持有，则当前线程获取该锁并返回 true ， 否则返回 false 。注意，该方法不会引起当前线程阻塞。 ​​​​​​​ tryLock() 使用的是非公平策略。

public boolean tryLock() {
return sync.nonfairTryAcquire(1);
}
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;
}

4．boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit) 方法

尝试获取锁，与 tryLock （）的不同之处在于，它设置了超时时间，如果超时时间没有获取到该锁则返回 false 。

public boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {//调用AQS的tryAcquireNanos方法
return sync.tryAcquireNanos(1, unit.toNanos(timeout));}

释放锁

尝试释放锁，如果当前线程持有该锁，则调用该方法会让该线程对该线程持有的 AQS 状态值减 1，如果减去 1 后当前状态值为 0，则当前线程会释放该锁，否则仅仅减 1 而已。

如果当前线程没有持有该锁而调用了该方法则会抛出 IllegalMonitorStateException 异常 

public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {sync.acquireInterruptibly(1);
}
public final void acquireInterruptibly(int arg)throws InterruptedException {//如果当前线程被中断，则直接抛出异常if (Thread.interrupted())throw new InterruptedException();//尝试获取资源if (!tryAcquire(arg))//调用AQS可被中断的方法doAcquireInterruptibly(arg);
}