Java并发包中锁原理剖析

Posted 2020-12-13 梦想成为DALAO

tags:

篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java并发包中锁原理剖析相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

6.1LockSupport

跟wait()不同！

引入了一个许可证的概念。

void park()方法

检测此时的线程是否拥有许可证，有的话。就通过，没有的话就阻塞。

LockSupport.park()：在哪儿调用就是检查哪个线程

void unpark(Thread thread)方法

LockSupport.unpark(t)：给t线程发一个许可证。

LockSupport.parkNanos(long nanos)

如果有许可证，直接返回

如果没有许可证，那就等一会再返回

LockSupport.park(Object blocker)方法

讲blocker参数传入到阻塞线程中去

LockSupport.parkNanos(Object blocker, long nanos)

相对时间

LockSupport.parkUnitl(Object blocker, long deadline)

准确时间

大名鼎鼎的AQS

AbstractQueuedSynchronized：简称AQS，抽象同步队列；实现同步锁的基础组件。

并发包中的锁底层就是使用AQS实现的。

AQS是一个FIFO的双向队列，其内部通过节点head和tail记录队首和队尾元素，队列元素的类型是Node。

Node节点用来保存一条线程：

Shared：标记该线程是获取共享资源时被阻塞挂起后放入AQS队列的
EXCLUSIVE：标记线程是获取独占资源时被挂起后放入AQS队列的
CANCLELED：线程被取消
SIGNAL：线程需要被唤醒
CONDITION：线程条件队列里面等待
PROPAGATE：释放共享资源时需要通知其它节点
pre：前驱节点
next：后继节点

最终要的AQS中的state是实现不同锁的基础！

AQS中有内部类ConditionObject类：每个对象对应一个条件队列（单向链表队列）：其中放调用条件变量await方法后被阻塞的线程。

对于ReentrantLock来说：state指的是可重入锁的次数

对于ReetrantReadWriteLock来说：高十六位是：读的重入数；低十六位：写锁的重入数；

对于CountDownlatch来说：state用来表示计数器当前的值

根据state是否属于一个线程：操作state的方式分为独占式和共享式。

独占式

谁获得了锁，state从0---->1；假如重入获取，state+1；解锁：state-1；

没有获取到锁：放入AQS阻塞队列中

释放资源

boolean release（int args）

获取资源

void acquire(int arg)：不响应中断

获取锁，没有就讲线程保存到AQS的阻塞队列里头。

void acquireInterruptibly(int arg)：响应中断

共享式

例如信号量Semaphore：多个线程去请求资源时通过CAS方式竞争资源，当一个线程获取到了资源后，另外一个线程再次去获取时如果当前资源还能满足它的需要，则当前线程只需要使用CAS方式获取即可。

释放资源

boolean releaseShared（int args）

获取资源

void acquireShared(int arg)：不响应中断

void acquireInterruptiblyShared(int arg)：响应中断

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

获取锁：都是CAS
成功：执行

失败：LockSupport.park()假如到AQS队列里头等待

释放：释放成功，LockSupport.unpar()唤醒一个，CAS获取锁咯。

上述的tryxx的方法AQS需要实现的子类自己写

例如：ReentrantReadWriteLock

读锁重写tryAcquireShared时，首先查看写锁是否被其它线程持有，如果有则直接返回false，否则使用CAS递增state的高16位；

释放读锁时：重写tryRealeaseShared时，在内部需要使用CAS算法把当前state的高16位减1.

isHeldExclusively()：判断锁是被当前线程独占还是被共享。

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

node节点入队操作

AQS---条件变量的支持

就是之前的哪个ConditionObject类

import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class ConditionTest {

    public static void main(String[] args) {

        ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
        Condition condition = lock.newCondition();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                lock.lock();
                System.out.println("I am one");
                try {
                    condition.await();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }finally {
                    System.out.println("I am one signal");
                    lock.unlock();
                }
            }
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                lock.lock();
                System.out.println("I am two");
                condition.signal();
                System.out.println("I am two");
                lock.unlock();
            }
        }).start();
    }

    /**
     * I am one
     * I am two
     * I am two
     * I am one signal
     */
}