[相关源码]
(https://github.com/Wasabi1234/Java-Concurrency-Progamming-Tutorial)
1 Unsafe类的park和unpark
public native void park(boolean var1, long var2);
public native void unpark(Object var1);
- park方法用来阻塞一个线程,第一个参数用来指示后面的参数是绝对时间还是相对时间,true表示绝对时间,false表示从此刻开始后的相对时间.调用park的线程就阻塞在此处.
- unpark用来释放某个线程的阻塞,线程用参数var1表示
举个例子:
2 LockSupport
直接使用Unsafe还是有诸多不便之处,因此lock包提供了一个辅助类LockSupport封装了park和unpark
举个例子:
可以看出，使用LockSupport要比直接只用Unsafe更加便捷。
此外，LockSupport还可以用来给线程设置一个Blocker对象，便于调试和检测线程，其原理是使用Unsafe的putObject方法直接设置Thread对象的parkBlocker属性，并在合适的时候读取这个Blocker对象，例子如下：
3 AQS同步器
各种锁ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock以及各种同步器诸Semaphore、CountDownLatch等，核心都是AbstractQueuedSynchronizer
- 要真正从源头理解AQS，建议仔细阅读该类的设计者的论文
（http://gee.cs.oswego.edu/dl/papers/aqs.pdf）
3.1 使用 AQS 手写排它锁
让我们先具体感知它是如何使用的。
这里有一个非常简单的例子SimpleLock，实现了一个最简单的排它锁。
- 当有线程获得锁时，其他线程只能等待
- 当这个线程释放锁时，其他线程可以竞争获取锁
运行结果表明，通过简单的几行代码，就实行了一个锁的所有功能。
根据JUC作者的建议，AQS的使用方法要遵循上面这个模式。
使用一个内部类Sync来继承AQS，并实现AQS的相关方法
一般是
- tryAcquire
- tryRelease（排它锁）
或者
- tryAcquireShared
- tryReleaseShared（共享锁）
在内部使用代理模式实现锁的功能
这样可以让暴露出的同步、互斥方法名由程序员自行决定。
例如各种锁可以使用
- lock
- unlock
Semaphore可以使用
- acquire
- release
CountDownLatch可以使用
- await
- countDown
2 AQS基本原理
要实现一个同步器,需要三个条件:
- 一个同步状态值,且可原子操作该状态值.显然CAS胜任
- 阻塞线程和解除阻塞线程的机制,可以用LockSupport来实现
- 维护一个阻塞线程的队列,并在队列的每个节点中存储线程的状态等信息
让我们看看AQS又是如何设计满足的这三个条件。
2.1 状态值及相应的操作方法
private volatile int state;
protected final int getState() {
return state;
}
protected final void setState(int newState) {
state = newState;
}
protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) {
// See below for intrinsics setup to support this
return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update);
}
state 为 volatile int型,它的CAS方法，提供原子的比较更新操作。
一般，AQS认为
- state == 0 时，同步器处于释放状态，多线程此时可竞争获取同步器
- state ≠ 0 时，同步器处于已获取状态，后续线程需进入队列，等待同步器（可重入同步器允许获取同步器的线程再次进入该同步器，此时使用state计数）
- 当然，很多情况下，程序员也可自己定义state的值的含义，特别是在实现读写锁时，需要将state一分为二的用。
2.2 阻塞和解除阻塞
LockSupport 提供了阻塞和解除阻塞的功能。因此，所有同步器的阻塞操作其实都是基于LockSupport的，也就是基于Unsafe的park和unpark方法的。
2.3 线程等待队列
AQS内部提供了一个Node类型，它是用来形成“线程等待队列”的节点类型，以及一个由Node类型组成的队列。