// ======== 下面的几个int常量是给waitStatus用的 =========== /** waitStatus value to indicate thread has cancelled */ // 代码此线程取消了争抢这个锁 staticfinalint CANCELLED = 1; /** waitStatus value to indicate successor's thread needs unparking */ // 官方的描述是,其表示当前node的后继节点对应的线程需要被唤醒 staticfinalint SIGNAL = -1; /** waitStatus value to indicate thread is waiting on condition */ // 本文不分析condition,所以略过吧,下一篇文章会介绍这个 staticfinalint CONDITION = -2; /** * waitStatus value to indicate the next acquireShared should * unconditionally propagate */ // 同样的不分析,略过吧 staticfinalint PROPAGATE = -3; // =====================================================
/** * Fair version of tryAcquire. Don't grant access unless * recursive call or no waiters or is first. */ // 尝试直接获取锁,返回值是boolean,代表是否获取到锁 // 返回true:1.没有线程在等待锁;2.重入锁,线程本来就持有锁,也就可以理所当然可以直接获取 protectedfinalbooleantryAcquire(int acquires){ final Thread current = Thread.currentThread(); int c = getState(); // state == 0 此时此刻没有线程持有锁 if (c == 0) { // 虽然此时此刻锁是可以用的,但是这是公平锁,既然是公平,就得讲究先来后到, // 看看有没有别人在队列中等了半天了 if (!hasQueuedPredecessors() && // 如果没有线程在等待,那就用CAS尝试一下,成功了就获取到锁了, // 不成功的话,只能说明一个问题,就在刚刚几乎同一时刻有个线程抢先了 =_= // 因为刚刚还没人的,我判断过了 compareAndSetState(0, acquires)) {
/** * Creates and enqueues node for current thread and given mode. * * @param mode Node.EXCLUSIVE for exclusive, Node.SHARED for shared * @return the new node */ // 此方法的作用是把线程包装成node,同时进入到队列中 // 参数mode此时是Node.EXCLUSIVE,代表独占模式 private Node addWaiter(Node mode){ Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode); // Try the fast path of enq; backup to full enq on failure // 以下几行代码想把当前node加到链表的最后面去,也就是进到阻塞队列的最后 Node pred = tail;
// 下面这个方法,参数node,经过addWaiter(Node.EXCLUSIVE),此时已经进入阻塞队列 // 注意一下:如果acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))返回true的话, // 意味着上面这段代码将进入selfInterrupt(),所以正常情况下,下面应该返回false // 这个方法非常重要,应该说真正的线程挂起,然后被唤醒后去获取锁,都在这个方法里了 finalbooleanacquireQueued(final Node node, int arg){ boolean failed = true; try { boolean interrupted = false; for (;;) { final Node p = node.predecessor(); // p == head 说明当前节点虽然进到了阻塞队列,但是是阻塞队列的第一个,因为它的前驱是head // 注意,阻塞队列不包含head节点,head一般指的是占有锁的线程,head后面的才称为阻塞队列 // 所以当前节点可以去试抢一下锁 // 这里我们说一下,为什么可以去试试: // 首先,它是队头,这个是第一个条件,其次,当前的head有可能是刚刚初始化的node, // enq(node) 方法里面有提到,head是延时初始化的,而且new Node()的时候没有设置任何线程 // 也就是说,当前的head不属于任何一个线程,所以作为队头,可以去试一试, // tryAcquire已经分析过了, 忘记了请往前看一下,就是简单用CAS试操作一下state if (p == head && tryAcquire(arg)) { setHead(node); p.next = null; // help GC failed = false; return interrupted; } // 到这里,说明上面的if分支没有成功,要么当前node本来就不是队头, // 要么就是tryAcquire(arg)没有抢赢别人,继续往下看 if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) && parkAndCheckInterrupt()) interrupted = true; } } finally { // 什么时候 failed 会为 true??? // tryAcquire() 方法抛异常的情况 if (failed) cancelAcquire(node); } }
/** * Checks and updates status for a node that failed to acquire. * Returns true if thread should block. This is the main signal * control in all acquire loops. Requires that pred == node.prev * * @param pred node's predecessor holding status * @param node the node * @return {@code true} if thread should block */ // 刚刚说过,会到这里就是没有抢到锁呗,这个方法说的是:"当前线程没有抢到锁,是否需要挂起当前线程?" // 第一个参数是前驱节点,第二个参数才是代表当前线程的节点 privatestaticbooleanshouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node){ int ws = pred.waitStatus; // 前驱节点的 waitStatus == -1 ,说明前驱节点状态正常,当前线程需要挂起,直接可以返回true if (ws == Node.SIGNAL) /* * This node has already set status asking a release * to signal it, so it can safely park. */ returntrue;
// 前驱节点 waitStatus大于0 ,之前说过,大于0 说明前驱节点取消了排队。 // 这里需要知道这点:进入阻塞队列排队的线程会被挂起,而唤醒的操作是由前驱节点完成的。 // 所以下面这块代码说的是将当前节点的prev指向waitStatus<=0的节点, // 简单说,就是为了找个好爹,因为你还得依赖它来唤醒呢,如果前驱节点取消了排队, // 找前驱节点的前驱节点做爹,往前遍历总能找到一个好爹的 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. */ // 仔细想想,如果进入到这个分支意味着什么 // 前驱节点的waitStatus不等于-1和1,那也就是只可能是0,-2,-3 // 在我们前面的源码中,都没有看到有设置waitStatus的,所以每个新的node入队时,waitStatu都是0 // 正常情况下,前驱节点是之前的 tail,那么它的 waitStatus 应该是 0 // 用CAS将前驱节点的waitStatus设置为Node.SIGNAL(也就是-1) compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL); } // 这个方法返回 false,那么会再走一次 for 循序, // 然后再次进来此方法,此时会从第一个分支返回 true returnfalse; }
publicfinalbooleanrelease(int arg){ // 往后看吧 if (tryRelease(arg)) { Node h = head; if (h != null && h.waitStatus != 0) unparkSuccessor(h); returntrue; } returnfalse; }
// 回到ReentrantLock看tryRelease方法 protectedfinalbooleantryRelease(int releases){ int c = getState() - releases; if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread()) thrownew IllegalMonitorStateException(); // 是否完全释放锁 boolean free = false; // 其实就是重入的问题,如果c==0,也就是说没有嵌套锁了,可以释放了,否则还不能释放掉 if (c == 0) { free = true; setExclusiveOwnerThread(null); } setState(c); return free; }
/** * Wakes up node's successor, if one exists. * * @param node the node */ // 唤醒后继节点 // 从上面调用处知道,参数node是head头结点 privatevoidunparkSuccessor(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; // 如果head节点当前waitStatus<0, 将其修改为0 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. */ // 下面的代码就是唤醒后继节点,但是有可能后继节点取消了等待(waitStatus==1) // 从队尾往前找,找到waitStatus<=0的所有节点中排在最前面的 Node s = node.next; if (s == null || s.waitStatus > 0) { s = null; // 从后往前找,仔细看代码,不必担心中间有节点取消(waitStatus==1)的情况 for (Node t = tail; t != null && t != node; t = t.prev) if (t.waitStatus <= 0) s = t; } if (s != null) // 唤醒线程 LockSupport.unpark(s.thread); }
锁状态。我们要知道锁是不是被别的线程占有了,这个就是 state 的作用,它为 0 的时候代表没有线程占有锁,可以去争抢这个锁,用 CAS 将 state 设为 1,如果 CAS 成功,说明抢到了锁,这样其他线程就抢不到了,如果锁重入的话,state进行 +1 就可以,解锁就是减 1,直到 state 又变为 0,代表释放锁,所以 lock() 和 unlock() 必须要配对啊。然后唤醒等待队列中的第一个线程,让其来占有锁。