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AbstractQueuedSynchronizer源码解析

AQS 是什么，相信大家都不陌生这个题目，那么 AQS 到底是什么呢？ AQS的全称是 Abstract Queued Synchronizer , 从字面意思理解也就是 抽象队列同步器 ，实际上 AQS 确实就是 排队同步队列 , 也是一个 抽象 类，需要 自定义 同步队列中 可执行权 的 获取和释放中的逻辑(重新定义获取和释放语义) ，也就是重写 tryAcquire tryRelease tryAcquireShared tryReleaseShared 等方法，当然也可以 自定义方法 来通过调用 AQS 提供的 判断方法进行逻辑判断 。在 JDK9 之前 AQS 是依赖于 CAS 的，其底层是通过 Unsafe 的 compareAndSwap* 方法实现同步更改，在之后则是使用 VarHandle , 也替代了 Unsafe 。 说白了 AQS 利用 VarHandle 保证操作的原子性 。

大白话就可以理解为: 表示某件事情同一时间点仅有一人可以进行操作，如有多人则需要排队等待, 等到当前操作人完成后通知下一个人。

AQS源码解析

前言

在源码中 AbstractQueuedSynchronizer 继承了 AbstractOwnableSynchronizer , 同时也就继承了 exclusiveOwnerThread 属性，也就是 独占模式同步器的拥有者 ** , 也就意味着 该线程是当前正在执行的线程**。

在 AQS 中有几个重点方法，分别是: acquire acquireInterruptibly tryAcquireNanos release acquireShared acquireSharedInterruptibly tryAcquireSharedNanos releaseShared 下面逐一分析。

在分析源代码之前，先来看一张图来了解一下 AQS排队同步队列 和 Node 节点中的 waitStatus 状态 。

AbstractQueuedSynchronizer源码解析

waitStatus 状态都分为是什么

  • CANCELLED ，值为1，代表同步队列中等待的线程 等待超时 或者 被中断 ，需要从同步队列中剔除，节点进入该状态以后不会再发生变化了。
  • SIGNAL ，值为-1，代表后继节点的线程处于等待状态，而如果当前节点的线程如果释放了同步状态或被取消，将会通知后继结点，使后继节点的线程得以运行。
  • CONDITION , 值为-2，节点在等待队列，节点线程等待在Condition上，当其他线程调用Condition的signal方法后，该节点将会从等待队列中转移到同步队列中。
  • PROPAGATE , 值为-3，表示共享式同步状态回去将会无条件的被传播下去，
  • INITAL ， 值为0，初始状态。

acquire(获取)

官方解释就是 Acquires in exclusive mode, ignoring interrupts 获取独占模式并忽略interrupt(中断) , 翻译成大白话就是就可以理解为获取 独占模式 , 看一下源码 

public final void acquire(int arg) {
    // 判断线程是否有可继续执行的权限， 如果没有则创建node 加入到队列中
    if (!tryAcquire(arg) && acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
        selfInterrupt();
}
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在 acquire 方法中分别调用了 tryAcquire acquireQueued 和 addWaiter 方法，其中 tryAcquire 方法是需要自定义(重写) 获取、 执行权限 的逻辑，这里我们以 AbstractQueuedSynchronizer 的实现 ReentrantLock 为例，简单分析一下，先看 tryAcquire 方法 

protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
    // 获取当前线程
    final Thread current = Thread.currentThread();
    // 获取当前线程的重入次数 如果是 0 则代表第一次
    int c = getState();
    if (c == 0) {
        // 判断是否存在队列 && 可以获取到可执行权
        if (!hasQueuedPredecessors() && compareAndSetState(0, acquires)) {
            // 设置独占模式同步器的拥有者 也就是是哪个线程持有
            setExclusiveOwnerThread(current);
            return true;
        }
    }
    // 如果进入线程是 持有可执行权的线程 则做重入 + 1 操作
    else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
        int nextc = c + acquires;
        if (nextc < 0)
            throw new Error("Maximum lock count exceeded");
        setState(nextc);
        return true;
    }
    return false;
}
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tryAcquire 方法核心代码就是 判断执行权限 ，这里就不具体分析了，会在下一篇文章中进行ReentrantLock的源码分析，接下来重点看 acquireQueued 和 addWaiter 方法。 

private Node addWaiter(Node mode) {
    // 通过构造方法 新建 Node节点， 根据入参mode指定了 Node的模式，共享或独占
  	Node node = new Node(mode);
    for (;;) {
        Node oldTail = tail;
      	// 如果 tail 不是 null 则 设置 新建Node的前驱节点(prev) 指向 tail节点 反之 初始化同步队列
        if (oldTail != null) {
            // 设置 新建Node的前驱节点(prev) 指向 tail节点
            node.setPrevRelaxed(oldTail);
          	// 重新设置 tail 节点 指向 新建的Node节点
            // 白话就是 队列中的最后一个节点 == tail节点
            if (compareAndSetTail(oldTail, node)) {
                // 设置 未更改时的 tail节点 中 next 节点， 指向 新建Node节点
                oldTail.next = node;
                return node;
            }
        } else {
            // 初始化同步队列器
            initializeSyncQueue();
        }
    }
}
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// 如果未存在同步队列 则初始化同步队列
private final void initializeSyncQueue() {
    Node h;
  	// 设置 AQS head节点 为一个新建节点
    if (HEAD.compareAndSet(this, null, (h = new Node())))
      	// 赋值操作
        tail = h;
}
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在 addWaiter 和 initializeSyncQueue 方法中，核心就是新建 Node 节点并通过 acquireQueued 方法将节点加入到 AQS 中，接下来分析一下 addWaiter 具体做了什么

  1. 通过构造方法创建新的Node节点，并通过入参 mode 指定Node节点的模式，共享或独占。当然这里是设置的独占模式。

  2. 循环操作新建Node节点并将 新建节点 和 tail 节点建立关系。首先判断 tail 是否是null，如果是则 步骤3 ，反之 步骤4

  3. 如果 tail 节点不为null， 首先将新建的 Node节点 中的 前驱节(prev) 点设置为当前的 tail 节点，然后通过 VarHandle 将 AQS 的 tail 节点改为 新建的Node 节点，如果修改成功则将上一步 未更改时的 tail 节点 (也就是代码中的oldTail) 中的 next 指向 新建的Node节点 ，反之则可能因为并发操作导致 tial 节点已经被其他线程变更，需要再次循环操作直至成功。

  4. 如果 tial 节点是null， 则需要实例化同步对列，也就是 AQS , 通过调用 initializeSyncQueue 进行初始化操作，通过 VarHandle 设置 AQS 的 head 指向一个新建节点 (new Node) , 然后将 head 节点的 引用 赋值给 tail 节点。 这里注意一下，是将 head 节点的 引用 赋值给 tail 节点, 也就是这时候 head 节点 和 tail 节点是同时指向一块内存地址 , 这里的用意就是在新建队列的时候, head 节点和新建节点的 prev 节点要保持是同一个引用 ，因为在后续的判断中, 获取可执行权的条件就是 AQS 的 head 节点是否等于当前节点的 prev 节点。

    因为 addWaiter 方法中是一个循环，在 创建队列后 需要将队列新建的Node节点做关联，所以还需要在执行一次 步骤3

addWaiter 方法分析完后，再来看一下 acquireQueued 方法 

final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
    // 线程中断状态
    boolean interrupted = false;
    try {
        for (;;) {
          	// 获取通过 addWaiter 创建的Node方法
            final Node p = node.predecessor();
          	// 判断 新建的Node节点是否等于head节点 && 可以获取到 可执行权
            if (p == head && tryAcquire(arg)) {
              	// 设置 head 节点为 当前线程的新建的Node节点，也就是线程被唤醒后并获取到了可执行权，则将head
                // 节点设置为当前线程创建的Node节点，可以保证head节点永远都可以和后续节点有关联关系
                setHead(node);
                // 设置 next 
                p.next = null; // help GC
                // 返回
                return interrupted;
            }
            // 判断Node节点的线程是否符合被 wait ，在这里用的是 park  
            if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node))
                // 将线程 wait 并且线程被唤醒后 判断线程是否被中断
                // |= 操作等于 interrupted = interrupted | parkAndCheckInterrupt()
              	// |(按位或) 会将 | 两边的值进行二进制计算，运算规则一个为真即为真， 例如 1|1 = 1 或 1|0 = 1，
                interrupted |= parkAndCheckInterrupt();
        }
    } catch (Throwable t) {
        cancelAcquire(node);
        if (interrupted)
            selfInterrupt();
        throw t;
    }
}
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acquireQueued 也是核心方法，在其中会对线程进行 LockSupport.park 进行控制，其实现方式是 循环 ，下面就具体分析一下

  1. 首先会获取 当前线程 所创建的 Node 节点中的 前置节点(prev) 。
  2. 判断 前置节点(prev) 是否 等于 AQS 的 head 节点 && 可以获取到 可执行权 ，如果这两个条件成立则看 步骤3 ，反之看 步骤4 , 如果满足这两个条件，也就代表着 head 节点 所对应的线程 已经执行完成并且做了释放**(release方法)**操作。
  3. 如果 步骤2 条件成立，也就是 线程被唤醒后并获取到了可执行权 ，则将 head 节点设置为 当前线程创建的Node节点 。
  4. 如果 步骤2 条件不成立，则判断 Node 节点所对应的线程的状态是否符合改为 wait 状态。这个逻辑在 shouldParkAfterFailedAcquire 方法中， 接下来看一下。 
private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {
    int ws = pred.waitStatus;
    // 如果前置节点的 waitStatus == Signal 也就是 == -1 
    // 如果是 满足 线程 wait 条件
    if (ws == Node.SIGNAL)
        /*
         * This node has already set status asking a release
         * to signal it, so it can safely park.
         */
        return true;
    // 如果状态 > 0  也就是1  也就是线程已经被中断了
    // 在这里就会判断 前置节点的前置节点 是否还是被中断，如果是 循环继续判断前置节点， 
    // 如果不是 则将前置节点的next节点改为 入参的 node 节点 然后 返回false 继续循环判断 
    // 这里的作用就是 排除掉已经被中断的线程
    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.
         */
        // 否则设置 状态为 -1 等待唤醒状态 再次进来以后就会被 wait 
        pred.compareAndSetWaitStatus(ws, Node.SIGNAL);
    }
    return false;
}
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在 shouldParkAfterFailedAcquire 方法中主要就是判断节点所属的线程是否符规则，也就是更改为 wait 状态

  1. 判断 当前线程节点 的 前置节点 的 waitStatus 是否是 SIGNAL，如果是满足条件，返回 true ，线程将会 wait 。
  2. 判断 当前线程节点 的 前置节点 的 waitStatus 是否大于 0， 也就是1 ，如果条件成立，则代表 当前线程节点 的 前置节点 所对应的线程已经被中断了，需要重新指定当前线程节点的前置节点(prev)，通过循环的方式找到前置节点的节点，如果依然被中断，则继续循环，直到找到未中断线程所对应的Node节点为止。如果条件不成立则将 waitStatus 状态改为 SIGNAL 返回false, 再通过 acquireQueued 方法中的循环在执行一次 。
  3. 这里要说一下为什么要更改当前节点的 prev 节点中的 waitStatus 状态，是因为只有 前置节点(prev) 的 waitStatus 等于 SIGNAL 也就是 -1 时， 就代表当前线程新建的Node节点的线程处于等待状态 ， 在当前节点的前置节点(prev) 的线程释放了同步状态或被取消，将会通知当前节点，使当前节点的线程得以运行

到这里我们整个的 acquire 方法就解析完了，接下来分享 release，有获取才有释放，会在release讲完后为大家分享一下 acquire 到 release的整个流程。

release(释放)

release 字面一次就是释放，释放通过 acquire 获取的独占模式，可以让 AQS 后续节点所对应的线程可以得到执行权，下面就看一下 release 方法 

public final boolean release(int arg) {
    // 步骤 1 2 3 
    if (tryRelease(arg)) {
        Node h = head;
        if (h != null && h.waitStatus != 0)
            unparkSuccessor(h);
        return true;
    }
    return false;
}
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在 release 方法中首先会调用 tryRelease 方法，这里 tryRelease 方法将会有子类实现，先以 RenntrantLook 为例，这里就不展示代码了，就简单描述一下逻辑

  1. 首先会先用 state 减去 arg ， state 代表重入次数。
  2. 如果 步骤1 结果是0，则将 独占模式同步器的拥有者 改为null并返回true。
  3. 如果 步骤1 结果不是0， 则重新设置 state，返回false，表示还不可以释放。

接下来判断 AQS 的 head 节点不是null并且 waitStatus 状态不等于0，代表 释放成功 ，然后进入 unparkSuccessor 方法，进行对下一个Node节点所对应的线程进行唤醒操作。 

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.
     */
    // 如果head的waitStatus<0 则将head的waitStatus改为0
    int ws = node.waitStatus;
    if (ws < 0)
        node.compareAndSetWaitStatus(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.
     */
    // 如果 head 节点的 next 节点 == null 或者 节点 的状态 大于0 也就是1 也就是 下一个节点所对应的线程被中断了
    Node s = node.next;
    if (s == null || s.waitStatus > 0) {
        s = null;
        // 将会循环整个同步队列，从tail节点开始 往前循环，直到只找到 waitStatus <= 0 的Node节点
        for (Node p = tail; p != node && p != null; p = p.prev)
            if (p.waitStatus <= 0)
                s = p;
    }
    // 如果节点不是 null 则唤醒该节点的线程
    if (s != null)
        LockSupport.unpark(s.thread);
}
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接下来分析一下在 unparkSuccessor 方法中都做了什么

  1. 首先如果 head 的 waitStatus <0， 则将 head 的 waitStatus 改为0。
  2. 如果 head 节点的 next 节点等于null 或者 waitStatus 状态 大于0也就是1， 表示 head 节点所对应的 next 节点所对应的线程已经被中断了，将会循环整个同步队列，从 tail 节点开始往前循环，直到找到 最前面的一个 waitStatus <= 0 的Node节点 。
  3. 如果 步骤2 条件不满足 则代表 head 的 next 节点不是null 或 waitStatus状态不等于1，调用 unpark 方法唤醒线程。

至此 release 方法就解析完成了，很简单，核心功能仅仅是如果符合规则，则调用 unpark 方法唤醒 AQS 队列中下一个节点所对应的线程。下面就分析一下 acquire 和 releae 整个流程。

总结 acquire 和 release

分析一次 acquire 和 release 的整体流程

AbstractQueuedSynchronizer源码解析

接下来分析 acquireInterruptibly 方法， acquireInterruptibly 方法和 acquire 其实是一样的，只不过多判断了一下是否被中断。

acquireInterruptibly

acquireInterruptibly 方法就是 可中断的获取可执行权 ，具体流程和 acquire 相似。 

public final void acquireInterruptibly(int arg)
        throws InterruptedException {
    if (Thread.interrupted())
        throw new InterruptedException();
    if (!tryAcquire(arg))
        doAcquireInterruptibly(arg);
}
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在 acquireInterruptibly 方法中，首先会通过 Thread.interrupted() 方法判断线程是否被中断，如已经被中断，则抛出 InterruptedException ， 反之则调用 tryAcquire 方法，判断是否 获取到执行权 ，如果未获取到则调用 doAcquireInterruptibly 方法进行创建 AQS 和 新的Node节点 ，并将 新建的Node节点 和 AQS 的 head 节点进行关联。 到这里可能就会想到，这不是和 acquire 方法是一样的嘛，没错，就是一样。看一下源码 

private void doAcquireInterruptibly(int arg)
    throws InterruptedException {
    // 新建 Node 节点 并将节点 和 AQS 队列简历关联
    final Node node = addWaiter(Node.EXCLUSIVE);
    try {
        for (;;) {
            final Node p = node.predecessor();
            if (p == head && tryAcquire(arg)) {
                setHead(node);
                p.next = null; // help GC
                return;
            }
            if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                parkAndCheckInterrupt())
                throw new InterruptedException();
        }
    } catch (Throwable t) {
        cancelAcquire(node);
        throw t;
    }
}
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看到源码是不是很熟悉，这不就是上边我们分析过的 acquire 方法嘛，唯一和 acquire 方法不同的就是，如果线程在被唤醒以后，也就是 head 节点的线程调用了 release 释放了可执行权，并且通过 LockSupport.park 方法唤醒了 head 的 next节点所属的线程时， head 的 next 节点所属的线程已经被中断了就会抛出 InterruptedException 异常。

这里就不进行 addWaiter 方法 和 parkAndCheckInterrupt 方法的源码展示了，如果还不明白就看一下上边 acquire 方法的源码分析。

tryAcquireNanos

tryAcquireNanos 方法的含义就是 可超时的获取执行权 ，如果设置的 超时时间 到了，还未获取到可执行权，则直接返回 false 。这里的超时时间单位是 纳秒 ns ， 1秒(s)=1000000000纳秒(ns) 

public final boolean tryAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout)
        throws InterruptedException {
    if (Thread.interrupted())
        throw new InterruptedException();
    return tryAcquire(arg) ||
        doAcquireNanos(arg, nanosTimeout);
}
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看到 tryAcquireNanos 方法会想到什么？ 看到方法上的 throws InterruptedException 就一下想到了上面刚刚刚说的 acquireInterruptibly 方法， 支持可中断的获取执行权 。首先这里会先调用 tryAcquire 方法获取执行权，如果可以获取到执行权则直接返回，反之则调用 doAcquireNanos(arg, nanosTimeout) 方法进行 新建 Node 节点 并和 AQS 的 head 节点进行关联， 并且会将节点加入到 AQS的队列中 ， 然后将节点所属的线程放入等待队列中 。 

private boolean doAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout)
        throws InterruptedException {
  // 判断超时时间 是否小于等于 0 如果这 则直接返回 false  
  if (nanosTimeout <= 0L)
        return false;
    // 使用当前时间的 纳秒 + 超时时间的纳秒 =  未来超时的超时时间，用来做parkNanos, 
    // 就相当于 Object.wait(long timeoutMillis) 方法
    final long deadline = System.nanoTime() + nanosTimeout;
  
    //通过构造方法 新建 Node节点， 根据入参mode指定了 Node的模式，共享或独占
    final Node node = addWaiter(Node.EXCLUSIVE);
    try {
        for (;;) {
            // 判断 新建的Node节点是否等于head节点 && 可以获取到'可执行权'
            final Node p = node.predecessor();
            if (p == head && tryAcquire(arg)) {
                // 设置 head 节点为 当前线程的新建的Node节点，也就是线程被唤醒后并获取到了可执行权，则将head
                // 节点设置为当前线程创建的Node节点，可以保证head节点永远都可以和后续节点有关联关系
                setHead(node);
                p.next = null; // help GC
                return true;
            }
            // 判断计算过的 deadline 时间 - 当前时间 是否小于0 是则 超时时间已过，返回false
            nanosTimeout = deadline - System.nanoTime();
            if (nanosTimeout <= 0L) {
                cancelAcquire(node);
                return false;
            }
            // 判断Node节点的线程是否符合被 wait ，在这里用的是 park  并且 纳秒必须大于 1000 
            if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                nanosTimeout > SPIN_FOR_TIMEOUT_THRESHOLD)
                LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout);
            // 判断线程是否被中断 如果中断则抛出 InterruptedException 异常
            if (Thread.interrupted())
                throw new InterruptedException();
        }
    } catch (Throwable t) {
        cancelAcquire(node);
        throw t;
    }
}
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如果在 acquire 和 release 分析中理解其中原理是不是觉得这里很简单，这里也不列举已经分析过的方法了，直接说出不同点

  1. 增加超时时间，在这里使用了 LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout) 方法，也就相当于 Object.wait(long timeoutMillis) 方法，等待的线程的状态会在超时时间失效从 wait 变为 run
  2. 线程被唤醒以后,也就是过了超时时间则会判断计算过的 deadline时间 - 当前时间 是否小于0, 若果是则代表超时时间已过，直接返回false，反之则继续执行。
  3. 支持中断 ，如果已中断则会抛出 InterruptedException 异常。

是不是很简单，读者要把重点放到 acquire 和 release 上，其他的就很容易了。上面的内容均是获取的独占模式，下面来讲解一下 共享模式。

acquireShared

public final void acquireShared(int arg) {
    // 通过调用 tryAcquireShared 方法获取可执行权，如果未获取到则调用 doAcquireShared
    // 方法进行 新建 Node节点 并和 AQS的 head 节点建立关系，
    if (tryAcquireShared(arg) < 0)
        doAcquireShared(arg);
}
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通过 acquireShared 方法可以看到和 acquire 并没有什么区别，获取可执行权的代码需要 自定义同步器 实现，在共享模式分析中就不对 ReentrantReadWriteLock 源码进行分析了 ，会在后面对 ReentrantLock 和 ReentrantReadWriteLock 进行源码分析，接下来看一下 doAcquireShared ，看它是不是和 acquireQueued 方法也是一样的逻辑呢？ 

private void doAcquireShared(int arg) {
  	// 获取通过 addWaiter 创建的Node方法
    final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
    boolean interrupted = false;
    try {
        for (;;) {
            // 获取新建节点的前置节点
            final Node p = node.predecessor();
         	  // 判断 新建的Node节点是否等于head节点
            if (p == head) {
                // 如果上边的 p==head 需要在此判断是否可以获取到'可执行权'
                int r = tryAcquireShared(arg);
                if (r >= 0) {
                  	// 如果获取到了可执行权
                    setHeadAndPropagate(node, r);
                    p.next = null; // help GC
                    return;
                }
            }
            // 判断Node节点的线程是否符合被 wait ，在这里用的是 park  
            if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node))
                // 将线程 wait 并且线程被唤醒后 判断线程是否被中断
                interrupted |= parkAndCheckInterrupt();
        }
    } catch (Throwable t) {
        cancelAcquire(node);
        throw t;
    } finally {
        if (interrupted)
            selfInterrupt();
    }
}
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在 doAcquireShared 方法中，我们看到，首先依然是调用 addWaiter 方法进行新建Node，这里就不多说，可以看一下上边的方法详解， doAcquireShared 也是核心方法，在其中会对线程进行 LockSupport.park 进行控制，其实现方式是 循环 ，下面就具体分析一下

  1. 首先会获取 当前线程 所创建的 Node 节点中的 前置节点(prev) 。
  2. 判断 前置节点(prev) 是否 等于 AQS 的 head 节点，如果条件成立则看 步骤3 ，反之看 步骤4 , 如果满足条件，也就代表着 head 节点 所对应的线程 已经执行完成并且做了释放**(release方法)**操作。
  3. 如果 步骤2 条件成立，则再次判断 当前线程是否可以获取到可执行权 ，如果可以则设置 AQS 的 head 节点为当前线程的 新建的Node节点 , 反之则看 步骤3 。
  4. 如果 步骤2 或 步骤3 条件不成立，则判断 Node 节点所对应的线程的状态是否符合改为 wait 状态,也就是是否可以加入到等待队列中。这个逻辑在 shouldParkAfterFailedAcquire 方法中，可以看一下上边的方法详解。

acquireSharedInterruptibly

public final void acquireSharedInterruptibly(int arg)
        throws InterruptedException {
    if (Thread.interrupted())
        throw new InterruptedException();
    if (tryAcquireShared(arg) < 0)
        doAcquireSharedInterruptibly(arg);
}
复制代码
private void doAcquireSharedInterruptibly(int arg)
    throws InterruptedException {
  	// 获取通过 addWaiter 创建的Node方法
    final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
    try {
        for (;;) {
            // 获取新建节点的前置节点
            final Node p = node.predecessor();
            // 判断 新建的Node节点是否等于head节点
            if (p == head) {
                // 如果获取到了可执行权
                int r = tryAcquireShared(arg);
                if (r >= 0) {
                    setHeadAndPropagate(node, r);
                    p.next = null; // help GC
                    return;
                }
            }
            // 判断Node节点的线程是否符合被 wait && 将线程 wait 并且线程被唤醒后判断线程是否被中断
            if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                parkAndCheckInterrupt())
                throw new InterruptedException();
        }
    } catch (Throwable t) {
        cancelAcquire(node);
        throw t;
    }
}
复制代码

可以看到 acquireSharedInterruptibly 和 acquireShared 方法并没有什么太大区别，唯一的区别就是在调用 parkAndCheckInterrupt 线程状态被 wait ，等到当前节点 prev 节点的所属线程调用了 release 方法后，唤醒当前节点所属线程时，如果当前线程被中断了会抛出 InterruptedException 异常。

tryAcquireSharedNanos

public final boolean tryAcquireSharedNanos(int arg, long nanosTimeout)
        throws InterruptedException {
    if (Thread.interrupted())
        throw new InterruptedException();
    return tryAcquireShared(arg) >= 0 ||
        doAcquireSharedNanos(arg, nanosTimeout);
}
复制代码
private boolean doAcquireSharedNanos(int arg, long nanosTimeout)
        throws InterruptedException {
    // 如果超时时间 小于等于0 则直接 返回失败
    if (nanosTimeout <= 0L)
        return false;
    // 使用当前时间的 纳秒 + 超时时间的纳秒 =  未来超时的超时时间，用来做parkNanos, 
    // 就相当于 Object.wait(long timeoutMillis) 方法
    final long deadline = System.nanoTime() + nanosTimeout;
  	
    //通过构造方法 新建 Node节点， 根据入参mode指定了 Node的模式，共享或独占。这里是共享
    final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
    try {
        for (;;) {
            // 判断 新建的Node节点是否等于head节点
            final Node p = node.predecessor();
            if (p == head) {
                // 是否可以获得可执行权
                int r = tryAcquireShared(arg);
                if (r >= 0) {
                    setHeadAndPropagate(node, r);
                    p.next = null; // help GC
                    return true;
                }
            }
          
            // 判断计算过的 deadline 时间 - 当前时间 是否小于或等于0 是则超时时间已过，返回false
            nanosTimeout = deadline - System.nanoTime();
            if (nanosTimeout <= 0L) {
                cancelAcquire(node);
                return false;
            }
            // 判断Node节点的线程是否符合被 wait ，在这里用的是 park  并且 纳秒必须大于 1000 
            if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                nanosTimeout > SPIN_FOR_TIMEOUT_THRESHOLD)
                LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout);
          	// // 判断线程是否被中断 如果中断则抛出 InterruptedException 异常
            if (Thread.interrupted())
                throw new InterruptedException();
        }
    } catch (Throwable t) {
        cancelAcquire(node);
        throw t;
    }
}
复制代码

有没有发现， doAcquireSharedNanos 方法和 doAcquireNanos 方法很相似呢，如果在 acquireShared 分析中理解其原理是不是觉得这里很简单，这里也不列举已经分析过的方法了，直接说出不同点

  1. 增加超时时间，在这里使用了 LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout) 方法，也就相当于 Object.wait(long timeoutMillis) 方法，等待的线程的状态会在超时时间失效从 wait 变为 run
  2. 线程被唤醒以后,也就是过了超时时间则会判断计算过的 deadline时间 - 当前时间 是否小于0, 若果是则代表超时时间已过，直接返回false，反之则继续执行。
  3. 支持中断 ，如果已中断则会抛出 InterruptedException 异常。

是不是很简单，读者要把重点放到 acquire 和 acquireShared 上，其他的就很容易了。

releaseShared

public final boolean releaseShared(int arg) {
    if (tryReleaseShared(arg)) {
        doReleaseShared();
        return true;
    }
    return false;
}
复制代码
private void doReleaseShared() {
        /*
         * Ensure that a release propagates, even if there are other
         * in-progress acquires/releases.  This proceeds in the usual
         * way of trying to unparkSuccessor of head if it needs
         * signal. But if it does not, status is set to PROPAGATE to
         * ensure that upon release, propagation continues.
         * Additionally, we must loop in case a new node is added
         * while we are doing this. Also, unlike other uses of
         * unparkSuccessor, we need to know if CAS to reset status
         * fails, if so rechecking.
         */
        for (;;) {
            Node h = head;
            if (h != null && h != tail) {
                int ws = h.waitStatus;
                if (ws == Node.SIGNAL) {
                    // 如果更新失败则循环
                    if (!h.compareAndSetWaitStatus(Node.SIGNAL, 0))
                        continue;            // loop to recheck cases
                    // 唤醒 head 节点的 next 节点所属的线程
                    unparkSuccessor(h);
                }
                // 如果更新失败则循环
                else if (ws == 0 &&
                         !h.compareAndSetWaitStatus(0, Node.PROPAGATE))
                    continue;                // loop on failed CAS
            }
            // 如果 head 改变了则再次循环
            if (h == head)                   // loop if head changed
                break;
        }
    }
复制代码

tryReleaseShared 方法和 release 方法稍微有一点区别，下面我们就具体分析一下

  1. 首先去尝试释放资源通过 tryReleaseShared 方法，如果释放成功了，就代表有资源空闲出来，那么就看 步骤2
  2. 调用 doReleaseShared 去唤醒后续结点, 在 doReleaseShared 方法中采用了 loop ，每一次循环的过程都是首先获得 head 节点，如果 head 结点不为空且不等于 tail 结点，那么先获得该节点的状态，如果是SIGNAL的状态，则代表它需要有后继结点去唤醒，首先将其的状态变为0(初始状态)，然后通过 unparkSuccessor 方法唤醒后续节点所属的线程，如果结点状态一开始就是0，那么就给他转换成 PROPAGATE 状态，保证在后续获取资源的时候，还能够向后面传播。

至此我们已经分析完了 AbstractQueuedSynchronizer 的源码，是不是很简单呢？最主要的还是要理解AQS的整体流程，说白了AQS是依赖两大利器，也就是 VarHandle 和 LockSupport。

博客地址：lantaoblog.site

AbstractQueuedSynchronizer源码解析
原文  https://juejin.im/post/5d9ef782f265da5b9764c0f3
正文到此结束
所属分类： Java 编程技术

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