JUC锁框架_AbstractQueuedSynchronizer详细分析
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了JUC锁框架_AbstractQueuedSynchronizer详细分析相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
AQS是JUC锁框架中最重要的类,通过它来实现独占锁和共享锁的。本章是对AbstractQueuedSynchronizer源码的完全解析,分为四个部分介绍:
- CLH队列即同步队列:储存着所有等待锁的线程
- 独占锁
- 共享锁
- Condition条件
注: 还有一个AbstractQueuedLongSynchronizer类,它与AQS功能和实现几乎一样,唯一不同的是AQLS中代表锁被获取次数的成员变量state类型是long长整类型,而AQS中该成员变量是int类型。
一. CLH队列(线程同步队列)
因为获取锁是有条件的,没有获取锁的线程就要阻塞等待,那么就要存储这些等待的线程。
在AQS中我们使用CLH队列储存这些等待的线程,但它并不是直接储存线程,而是储存拥有线程的node节点。所以先介绍重要内部类Node。
1.1 内部类Node
static final class Node
// 共享模式的标记
static final Node SHARED = new Node();
// 独占模式的标记
static final Node EXCLUSIVE = null;
// waitStatus变量的值,标志着线程被取消
static final int CANCELLED = 1;
// waitStatus变量的值,标志着后继线程(即队列中此节点之后的节点)需要被阻塞.(用于独占锁)
static final int SIGNAL = -1;
// waitStatus变量的值,标志着线程在Condition条件上等待阻塞.(用于Condition的await等待)
static final int CONDITION = -2;
// waitStatus变量的值,标志着下一个acquireShared方法线程应该被允许。(用于共享锁)
static final int PROPAGATE = -3;
// 标记着当前节点的状态,默认状态是0, 小于0的状态都是有特殊作用,大于0的状态表示已取消
volatile int waitStatus;
// prev和next实现一个双向链表
volatile Node prev;
volatile Node next;
// 该节点拥有的线程
volatile Thread thread;
// 可能有两种作用:1. 表示下一个在Condition条件上等待的节点
// 2. 表示是共享模式或者独占模式,注意第一种情况节点一定是共享模式
Node nextWaiter;
// 是不是共享模式
final boolean isShared()
return nextWaiter == SHARED;
// 返回前一个节点prev,如果为null,则抛出NullPointerException异常
final Node predecessor() throws NullPointerException
Node p = prev;
if (p == null)
throw new NullPointerException();
else
return p;
// 用于创建链表头head,或者共享模式SHARED
Node()
// 使用在addWaiter方法中
Node(Thread thread, Node mode)
this.nextWaiter = mode;
this.thread = thread;
// 使用在Condition条件中
Node(Thread thread, int waitStatus)
this.waitStatus = waitStatus;
this.thread = thread;
重要的成员属性:
- waitStatus: 表示当前节点的状态,默认状态是0。总共有五个值CANCELLED、SIGNAL、CONDITION、PROPAGATE以及0。
- prev和next:记录着当前节点前一个节点和后一个节点的引用。
- thread:当前节点拥有的线程。当拥有锁的线程释放锁的时候,可能会调用LockSupport.unpark(thread),唤醒这个被阻塞的线程。
- nextWaiter:如果是SHARED,表示当前节点是共享模式,如果是null,当前节点是独占模式,如果是其他值,当前节点也是独占模式,不过这个值也是Condition队列的下一个节点。
注意:通过Node我们可以实现两个队列,一是通过prev和next实现CLH队列(线程同步队列,双向队列),二是nextWaiter实现Condition条件上的等待线程队列(单向队列),后一个我们在Condition中介绍。
1.2 操作CLH队列
1.2.1 存储CLH队列
// CLH队列头
private transient volatile Node head;
// CLH队列尾
private transient volatile Node tail;
1.2.2 设置CLH队列头head
/**
* 通过CAS函数设置head值,仅仅在enq方法中调用
*/
private final boolean compareAndSetHead(Node update)
return unsafe.compareAndSwapObject(this, headOffset, null, update);
这个方法只在enq方法中调用,通过CAS函数设置head值,保证多线程安全
// 重新设置队列头head,它只在acquire系列的方法中调用
private void setHead(Node node)
head = node;
// 线程也没有意义了,因为该线程已经获取到锁了
node.thread = null;
// 前一个节点已经没有意义了
node.prev = null;
这个方法只在acquire系列的方法中调用,重新设置head,表示移除一些等待线程节点。
1.2.3 设置CLH队列尾tail
/**
* 通过CAS函数设置tail值,仅仅在enq方法中调用
*/
private final boolean compareAndSetTail(Node expect, Node update)
return unsafe.compareAndSwapObject(this, tailOffset, expect, update);
这个方法只在enq方法中调用,通过CAS函数设置tail值,保证多线程安全
1.2.4 将一个节点插入到CLH队列尾
// 向队列尾插入新节点,如果队列没有初始化,就先初始化。返回原先的队列尾节点
private Node enq(final Node node)
for (;;)
Node t = tail;
// t为null,表示队列为空,先初始化队列
if (t == null)
// 采用CAS函数即原子操作方式,设置队列头head值。
// 如果成功,再将head值赋值给链表尾tail。如果失败,表示head值已经被其他线程,那么就进入循环下一次
if (compareAndSetHead(new Node()))
tail = head;
else
// 新添加的node节点的前一个节点prev指向原来的队列尾tail
node.prev = t;
// 采用CAS函数即原子操作方式,设置新队列尾tail值。
if (compareAndSetTail(t, node))
// 设置老的队列尾tail的下一个节点next指向新添加的节点node
t.next = node;
return t;
这个方法向CLH队列尾插入一个新节点,如果队列为空,就先创建队列再插入新节点,返回老的队列尾节点。
1.2.5 将当前线程添加到CLH队列尾
// 通过给定的模式mode(独占或者共享)为当前线程创建新节点,并插入队列中
private Node addWaiter(Node mode)
// 为当前线程创建新的节点
Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
Node pred = tail;
// 如果队列已经创建,就将新节点插入队列尾。
if (pred != null)
node.prev = pred;
if (compareAndSetTail(pred, node))
pred.next = node;
return node;
// 如果队列没有创建,通过enq方法创建队列,并插入新的节点。
enq(node);
return node;
为当前线程创建一个新节点,再插入到CLH队列尾,返回新创建的节点。
二. 独占锁
我们先想一想独占锁的功能是什么?
独占锁至少有两个功能:
- 获取锁的功能。 当多个线程一起获取锁的时候,只有一个线程能获取到锁,其他线程必须在当前位置阻塞等待。
- 释放锁的功能。获取锁的线程释放锁资源,而且还必须能唤醒正在等待锁资源的一个线程。
带着这些疑惑,我们来看AQS中是怎么实现的。
2.1 获取独占锁的方法
2.1.1 acquire方法
/**
* 获取独占锁。如果没有获取到,线程就会阻塞等待,直到获取锁。不会响应中断异常
* @param arg
*/
public final void acquire(int arg)
// 1. 先调用tryAcquire方法,尝试获取独占锁,返回true,表示获取到锁,不需要执行acquireQueued方法。
// 2. 调用acquireQueued方法,先调用addWaiter方法为当前线程创建一个节点node,并插入队列中,
// 然后调用acquireQueued方法去获取锁,如果不成功,就会让当前线程阻塞,当锁释放时才会被唤醒。
// acquireQueued方法返回值表示在线程等待过程中,是否有另一个线程调用该线程的interrupt方法,发起中断。
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();
将这个方法一下格式,大家就很好理解了
public final void acquire(int arg)
// 1.先调用tryAcquire方法,尝试获取独占锁,返回true则直接返回
if (tryAcquire(arg)) return;
// 2. 调用addWaiter方法为当前线程创建一个节点node,并插入队列中
Node node = addWaiter(Node.EXCLUSIVE);
// 调用acquireQueued方法去获取锁,
// acquireQueued方法返回值表示在线程等待过程中,是否有另一个线程调用该线程的interrupt方法,发起中断。
boolean interrupted = acquireQueued(node, arg);
// 如果interrupted为true,则当前线程要发起中断请求
if (interrupted)
selfInterrupt();
2.1.2 tryAcquire方法
// 尝试去获取独占锁,立即返回。如果返回true表示获取锁成功。
protected boolean tryAcquire(int arg)
throw new UnsupportedOperationException();
如果子类想实现独占锁,则必须重写这个方法,否则抛出异常。这个方法的作用是当前线程尝试获取锁,如果获取到锁,就会返回true,并更改锁资源。没有获取到锁返回false。
注:这个方法是立即返回的,不会阻塞当前线程
下面是ReentrantLock中FairSync的tryAcquire方法实现
// 尝试获取锁,与非公平锁最大的不同就是调用hasQueuedPredecessors()方法
// hasQueuedPredecessors方法返回true,表示等待线程队列中有一个线程在当前线程之前,
// 根据公平锁的规则,当前线程不能获取锁。
protected final boolean tryAcquire(int acquires)
final Thread current = Thread.currentThread();
// 获取锁的记录状态
int c = getState();
// 如果c==0表示当前锁是空闲的
if (c == 0)
if (!hasQueuedPredecessors() &&
compareAndSetState(0, acquires))
setExclusiveOwnerThread(current);
return true;
// 判断当前线程是不是独占锁的线程
else if (current == getExclusiveOwnerThread())
int nextc = c + acquires;
if (nextc < 0)
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
// 更改锁的记录状态
setState(nextc);
return true;
return false;
2.1.3 acquireQueued方法
addWaiter方法已经在上面讲解了。acquireQueued方法作用就是获取锁,如果没有获取到,就让当前线程阻塞等待。
/**
* 想要获取锁的 acquire系列方法,都会这个方法来获取锁
* 循环通过tryAcquire方法不断去获取锁,如果没有获取成功,
* 就有可能调用parkAndCheckInterrupt方法,让当前线程阻塞
* @param node 想要获取锁的节点
* @param arg
* @return 返回true,表示在线程等待的过程中,线程被中断了
*/
final boolean acquireQueued(final Node node, int arg)
boolean failed = true;
try
// 表示线程在等待过程中,是否被中断了
boolean interrupted = false;
// 通过死循环,直到node节点的线程获取到锁,才返回
for (;;)
// 获取node的前一个节点
final Node p = node.predecessor();
// 如果前一个节点是队列头head,并且尝试获取锁成功
// 那么当前线程就不需要阻塞等待,继续执行
if (p == head && tryAcquire(arg))
// 将节点node设置为新的队列头
setHead(node);
// help GC
p.next = null;
// 不需要调用cancelAcquire方法
failed = false;
return interrupted;
// 当p节点的状态是Node.SIGNAL时,就会调用parkAndCheckInterrupt方法,阻塞node线程
// node线程被阻塞,有两种方式唤醒,
// 1.是在unparkSuccessor(Node node)方法,会唤醒被阻塞的node线程,返回false
// 2.node线程被调用了interrupt方法,线程被唤醒,返回true
// 在这里只是简单地将interrupted = true,没有跳出for的死循环,继续尝试获取锁
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
interrupted = true;
finally
// failed为true,表示发生异常,非正常退出
// 则将node节点的状态设置成CANCELLED,表示node节点所在线程已取消,不需要唤醒了。
if (failed)
cancelAcquire(node);
主要流程:
- 通过for (;;)死循环,直到node节点的线程获取到锁,才跳出循环。
- 获取node节点的前一个节点p。
- 当前一个节点p时CLH队列头节点时,调用tryAcquire方法尝试去获取锁,如果获取成功,就将节点node设置成CLH队列头节点(相当于移除节点node和之前的节点)然后return返回。
注意:只有当node节点的前一个节点是队列头节点时,才会尝试获取锁,所以获取锁是有顺序的,按照添加到CLH队列时的顺序。- 调用shouldParkAfterFailedAcquire方法,来决定是否要阻塞当前线程。
- 调用parkAndCheckInterrupt方法,阻塞当前线程。
- 如果当前线程发生异常,非正常退出,那么会在finally模块中调用cancelAcquire(node)方法,取消当前节点状态。
注意:这里当尝试获取锁失败时,并没有立即阻塞当前线程,但是因为在for (;;)死循环里,会继续循环,方法不会返回。
2.1.4 shouldParkAfterFailedAcquire方法
这个方法的返回值决定是否要阻塞当前线程
/**
* 根据前一个节点pred的状态,来判断当前线程是否应该被阻塞
* @param pred : node节点的前一个节点
* @param node
* @return 返回true 表示当前线程应该被阻塞,之后应该会调用parkAndCheckInterrupt方法来阻塞当前线程
*/
private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node)
int ws = pred.waitStatus;
if (ws == Node.SIGNAL)
// 如果前一个pred的状态是Node.SIGNAL,那么直接返回true,当前线程应该被阻塞
return true;
if (ws > 0)
// 如果前一个节点状态是Node.CANCELLED(大于0就是CANCELLED),
// 表示前一个节点所在线程已经被唤醒了,要从CLH队列中移除CANCELLED的节点。
// 所以从pred节点一直向前查找直到找到不是CANCELLED状态的节点,并把它赋值给node.prev,
// 表示node节点的前一个节点已经改变。
do
node.prev = pred = pred.prev;
while (pred.waitStatus > 0);
pred.next = node;
else
// 此时前一个节点pred的状态只能是0或者PROPAGATE,不可能是CONDITION状态
// CONDITION(这个是特殊状态,只在condition列表中节点中存在,CLH队列中不存在这个状态的节点)
// 将前一个节点pred的状态设置成Node.SIGNAL,这样在下一次循环时,就是直接阻塞当前线程
compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);
return false;
我们发现是根据前一个节点的状态,来决定是否阻塞当前线程。而前一个节点状态是在哪里改变的呢?惊奇地发现也是在这个方法中改变的。
- 如果前一个节点状态是Node.SIGNAL,那么直接返回true,阻塞当前线程
- 如果前一个节点状态是Node.CANCELLED(大于0就是CANCELLED),表示前一个节点所在线程已经被唤醒了,要从CLH队列中移除CANCELLED的节点。所以从pred节点一直向前查找直到找到不是CANCELLED状态的节点。
并把它赋值给node.prev,表示node节点的前一个节点已经改变。在acquireQueued方法中进行下一次循环。- 不是前面两种状态,那么就将前一个节点状态设置成Node.SIGNAL,表示需要阻塞当前线程,这样再下一次循环时,就会直接阻塞当前线程。
2.1.5 parkAndCheckInterrupt 方法
阻塞当前线程,线程被唤醒后返回当前线程中断状态
/**
* 阻塞当前线程,线程被唤醒后返回当前线程中断状态
*/
private final boolean parkAndCheckInterrupt()
// 通过LockSupport.park方法,阻塞当前线程
LockSupport.park(this);
// 当前线程被唤醒后,返回当前线程中断状态
return Thread.interrupted();
通过LockSupport.park(this)阻塞当前线程。
2.1.6 cancelAcquire方法
将node节点的状态设置成CANCELLED,表示node节点所在线程已取消,不需要唤醒了。
// 将node节点的状态设置成CANCELLED,表示node节点所在线程已取消,不需要唤醒了。
private void cancelAcquire(Node node)
// 如果node为null,就直接返回
if (node == null)
return;
//
node.thread = null;
// 跳过那些已取消的节点,在队列中找到在node节点前面的第一次状态不是已取消的节点
Node pred = node.prev;
while (pred.waitStatus > 0)
node.prev = pred = pred.prev;
// 记录pred原来的下一个节点,用于CAS函数更新时使用
Node predNext = pred.next;
// Can use unconditional write instead of CAS here.
// After this atomic step, other Nodes can skip past us.
// Before, we are free of interference from other threads.
// 将node节点状态设置为已取消Node.CANCELLED;
node.waitStatus = Node.CANCELLED;
// 如果node节点是队列尾节点,那么就将pred节点设置为新的队列尾节点
if (node == tail && compareAndSetTail(node, pred))
// 并且设置pred节点的下一个节点next为null
compareAndSetNext(pred, predNext, null);
else
// If successor needs signal, try to set pred‘s next-link
// so it will get one. Otherwise wake it up to propagate.
int ws;
if (pred != head &&
((ws = pred.waitStatus) == Node.SIGNAL ||
(ws <= 0 && compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL))) &&
pred.thread != null)
Node next = node.next;
if (next != null && next.waitStatus <= 0)
compareAndSetNext(pred, predNext, next);
else
unparkSuccessor(node);
node.next = node; // help GC
2.1.7 小结
- tryAcquire方法尝试获取独占锁,由子类实现
- acquireQueued方法,方法内采用for死循环,先调用tryAcquire方法,尝试获取锁,如果成功,则跳出循环方法返回。 如果失败,就可能阻塞当前线程。当别的线程锁释放的时候,可能会唤醒这个线程,然后再次进行循环判断,调用tryAcquire方法,尝试获取锁。
- 如果发生异常,该线程被唤醒,所以要取消节点node的状态,因为节点node所在线程不是在阻塞状态了。
注:还有其他获取独占锁的方法,例如doAcquireInterruptibly、doAcquireNanos都在文章最后的源码解析中,这里就不做解析了,具体原理都差不多。
2.2 释放独占锁的方法
2.2.1 release方法
// 在独占锁模式下,释放锁的操作
public final boolean release(int arg)
// 调用tryRelease方法,尝试去释放锁,由子类具体实现
if (tryRelease(arg))
Node h = head;
// 如果队列头节点的状态不是0,那么队列中就可能存在需要唤醒的等待节点。
// 还记得我们在acquireQueued(final Node node, int arg)获取锁的方法中,如果节点node没有获取到锁,
// 那么我们会将节点node的前一个节点状态设置为Node.SIGNAL,然后调用parkAndCheckInterrupt方法
// 将节点node所在线程阻塞。
// 在这里就是通过unparkSuccessor方法,进而调用LockSupport.unpark(s.thread)方法,唤醒被阻塞的线程
if (h != null && h.waitStatus != 0)
unparkSuccessor(h);
return true;
return false;
- 调用tryRelease方法释放锁资源,返回true表示锁资源完全释放了,返回false表示还持有锁资源。
- 如果锁资源完全被释放了,就要唤醒等待锁资源的线程。调用unparkSuccessor方法唤醒一个等待线程
注:CLH队列头节点h为null,表示队列为空,没有节点。节点h的状态是0,表示没有CLH队列中没有被阻塞的线程。
2.2.2 tryRelease方法
// 尝试去释放当前线程持有的独占锁,立即返回。如果返回true表示释放锁成功
protected boolean tryRelease(int arg)
throw new UnsupportedOperationException();
如果子类想实现独占锁,则必须重写这个方法,否则抛出异常。作用是释放当前线程持有的锁,返回true表示已经完全释放锁资源,返回false,表示还持有锁资源。
注:对于独占锁来说,同一时间只能有一个线程持有这个锁,但是这个线程可以重复地获取锁,因为被锁住的模块,再次进入另一个被这个锁锁住的模块,是允许的。这个就做可重入性,所以对于可重入的锁释放操作,也需要多次。
下面是ReentrantLock中Sync的tryRelease方法实现
protected final boolean tryRelease(int releases)
// c表示新的锁的记录状态
int c = getState() - releases;
// 如果当前线程不是独占锁的线程,就抛出IllegalMonitorStateException异常
if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())
throw new IllegalMonitorStateException();
// 标志是否可以释放锁
boolean free = false;
// 当新的锁的记录状态为0时,表示可以释放锁
if (c == 0)
free = true;
// 设置独占锁的线程为null
setExclusiveOwnerThread(null);
setState(c);
return free;
2.2.3 unparkSuccessor方法
// 唤醒node节点的下一个非取消状态的节点所在线程(即waitStatus<=0)
private void unparkSuccessor(Node node)
// 获取node节点的状态
int ws = node.waitStatus;
// 如果小于0,就将状态重新设置为0,表示这个node节点已经完成了
if (ws < 0)
compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0);
// 下一个节点
Node s = node.next;
// 如果下一个节点为null,或者状态是已取消,那么就要寻找下一个非取消状态的节点
if (s == null || s.waitStatus > 0)
// 先将s设置为null,s不是非取消状态的节点
s = null;
// 从队列尾向前遍历,直到遍历到node节点
for (Node t = tail; t != null && t != node; t = t.prev)
// 因为是从后向前遍历,所以不断覆盖找到的值,这样才能得到node节点后下一个非取消状态的节点
if (t.waitStatus <= 0)
s = t;
// 如果s不为null,表示存在非取消状态的节点。那么调用LockSupport.unpark方法,唤醒这个节点的线程
if (s != null)
LockSupport.unpark(s.thread);
这个方法的作用是唤醒node节点的下一个非取消状态的节点所在线程。
- 将node节点的状态设置为0
- 寻找到下一个非取消状态的节点s
- 如果节点s不为null,则调用LockSupport.unpark(s.thread)方法唤醒s所在线程。
注:唤醒线程也是有顺序的,就是添加到CLH队列线程的顺序。
2.2.4 小结
- 调用tryRelease方法去释放当前持有的锁资源。
- 如果完全释放了锁资源,那么就调用unparkSuccessor方法,去唤醒一个等待锁的线程。
三. 共享锁
共享锁与独占锁相比,共享锁可能被多个线程共同持有
3.1 获取共享锁的方法
3.1.1 acquireShared方法
// 获取共享锁
public final void acquireShared(int arg)
// 尝试去获取共享锁,如果返回值小于0表示获取共享锁失败
if (tryAcquireShared(arg) < 0)
// 调用doAcquireShared方法去获取共享锁
doAcquireShared(arg);
调用tryAcquireShared方法尝试获取共享锁,如果返回值小于0表示获取共享锁失败.则继续调用doAcquireShared方法获取共享锁。
3.1.2 tryAcquireShared方法
// 尝试去获取共享锁,立即返回。返回值大于等于0,表示获取共享锁成功
protected int tryAcquireShared(int arg)
throw new UnsupportedOperationException();
如果子类想实现共享锁,则必须重写这个方法,否则抛出异常。作用是尝试获取共享锁,返回值大于等于0,表示获取共享锁成功。
下面是ReentrantReadWriteLock中Sync的tryReleaseShared方法实现,这个我们会在ReentrantReadWriteLock章节中重点介绍的。
protected final boolean tryReleaseShared(int unused)
Thread current = Thread.currentThread();
// 当前线程是第一个获取读锁(共享锁)的线程
if (firstReader == current)
// 将firstReaderHoldCount减一,如果就是1,那么表示该线程需要释放读锁(共享锁),
// 将firstReader设置为null
if (firstReaderHoldCount == 1)
firstReader = null;
else
firstReaderHoldCount--;
else
HoldCounter rh = cachedHoldCounter;
// 获取当前线程的HoldCounter变量
if (rh == null || rh.tid != getThreadId(current))
rh = readHolds.get();
// 将rh变量的count减一,
int count = rh.count;
if (count <= 1)
readHolds.remove();
// count <= 0表示当前线程就没有获取到读锁(共享锁),这里释放就抛出异常。
if (count <= 0)
throw unmatchedUnlockException();
--rh.count;
for (;;)
int c = getState();
// 因为读锁是利用高16位储存的,低16位的数据是要屏蔽的,
// 所以这里减去SHARED_UNIT(65536),相当于减一
// 表示一个读锁已经释放
int nextc = c - SHARED_UNIT;
// 利用CAS函数重新设置state值
if (compareAndSetState(c, nextc))
return nextc == 0;
3.1.3 doAcquireShared方法
/**
* 获取共享锁,获取失败,则会阻塞当前线程,直到获取共享锁返回
* @param arg the acquire argument
*/
private void doAcquireShared(int arg)
// 为当前线程创建共享锁节点node
final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
boolean failed = true;
try
boolean interrupted = false;
for (;;)
final Node p = node.predecessor();
// 如果节点node前一个节点是同步队列头节点。就会调用tryAcquireShared方法尝试获取共享锁
if (p == head)
int r = tryAcquireShared(arg);
// 如果返回值大于0,表示获取共享锁成功
if (r >= 0)
setHeadAndPropagate(node, r);
p.next = null; // help GC
if (interrupted)
selfInterrupt();
failed = false;
return;
// 如果节点p的状态是Node.SIGNAL,就是调用parkAndCheckInterrupt方法阻塞当前线程
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
interrupted = true;
finally
// failed为true,表示发生异常,
// 则将node节点的状态设置成CANCELLED,表示node节点所在线程已取消,不需要唤醒了
if (failed)
cancelAcquire(node);
这个方法与独占锁的acquireQueued方法相比较,不同的有三点:
- doAcquireShared方法,调用addWaiter(Node.SHARED)方法,为当前线程创建一个共享模式的节点node。而acquireQueued方法是由外部传递来的。
- doAcquireShared方法没有返回值,acquireQueued方法会返回布尔类型的值,是当前线程中断标志位值
- 最大的区别是重新设置CLH队列头的方法不一样。doAcquireShared方法调用setHeadAndPropagate方法,而acquireQueued方法调用setHead方法。
3.1.4 setHeadAndPropagate方法
// 重新设置CLH队列头,如果CLH队列头的下一个节点为null或者共享模式,
// 那么就要唤醒共享锁上等待的线程
private void setHeadAndPropagate(Node node, int propagate)
Node h = head;
// 设置新的同步队列头head
setHead(node);
// 如果propagate大于0,
if (propagate > 0 || h == null || h.waitStatus < 0 ||
(h = head) == null || h.waitStatus < 0)
// 获取新的CLH队列头的下一个节点s
Node s = node.next;
// 如果节点s是空或者共享模式节点,那么就要唤醒共享锁上等待的线程
if (s == null || s.isShared())
doReleaseShared();
3.2 释放共享锁的方法
3.2.1 releaseShared方法
// 释放共享锁
public final boolean releaseShared(int arg)
// 尝试释放共享锁
if (tryReleaseShared(arg))
// 唤醒等待共享锁的线程
doReleaseShared();
return true;
return false;
3.2.2 tryReleaseShared方法
// 尝试去释放共享锁
protected boolean tryReleaseShared(int arg)
throw new UnsupportedOperationException();
如果子类想实现共享锁,则必须重写这个方法,否则抛出异常。作用是释放当前线程持有的锁,返回true表示已经完全释放锁资源,返回false,表示还持有锁资源。
3.2.3 doReleaseShared方法
// 会唤醒等待共享锁的线程
private void doReleaseShared()
for (;;)
// 将同步队列头赋值给节点h
Node h = head;
// 如果节点h不为null,且不等于同步队列尾
if (h != null && h != tail)
// 得到节点h的状态
int ws = h.waitStatus;
// 如果状态是Node.SIGNAL,就要唤醒节点h后继节点的线程
if (ws == Node.SIGNAL)
// 将节点h的状态设置成0,如果设置失败,就继续循环,再试一次。
if (!compareAndSetWaitStatus(h, Node.SIGNAL, 0))
continue; // loop to recheck cases
// 唤醒节点h后继节点的线程
unparkSuccessor(h);
// 如果节点h的状态是0,就设置ws的状态是PROPAGATE。
else if (ws == 0 &&
!compareAndSetWaitStatus(h, 0, Node.PROPAGATE))
continue; // loop on failed CAS
// 如果同步队列头head节点发生改变,继续循环,
// 如果没有改变,就跳出循环
if (h == head)
break;
四. Condition条件
Condition是为了实现线程之间相互等待的问题。注意Condition对象只能在独占锁中才能使用。
考虑一下情况,有两个线程,生产者线程,消费者线程。当消费者线程消费东西时,发现没有东西,这时它就要等待,让生产者线程生产东西后,在通知它消费。
因为操作的是同一个资源,所以要加锁,防止多线程冲突。而锁在同一时间只能有一个线程持有,所以消费者在让线程等待前,必须释放锁,且唤醒另一个等待锁的线程。
那么在AQS中Condition条件又是如何实现的呢?
- 首先内部存在一个Condition队列,存储着所有在此Condition条件等待的线程。
- await系列方法:让当前持有锁的线程释放锁,并唤醒一个在CLH队列上等待锁的线程,再为当前线程创建一个node节点,插入到Condition队列(注意不是插入到CLH队列中)
- signal系列方法:其实这里没有唤醒任何线程,而是将Condition队列上的等待节点插入到CLH队列中,所以当持有锁的线程执行完毕释放锁时,就会唤醒CLH队列中的一个线程,这个时候才会唤醒线程。
4.1 await系列方法
4.1.1 await方法
/**
* 让当前持有锁的线程阻塞等待,并释放锁。如果有中断请求,则抛出InterruptedException异常
* @throws InterruptedException
*/
public final void await() throws InterruptedException
// 如果当前线程中断标志位是true,就抛出InterruptedException异常
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
// 为当前线程创建新的Node节点,并且将这个节点插入到Condition队列中了
Node node = addConditionWaiter();
// 释放当前线程占有的锁,并唤醒CLH队列一个等待线程
int savedState = fullyRelease(node);
int interruptMode = 0;
// 如果节点node不在同步队列中(注意不是Condition队列)
while (!isOnSyncQueue(node))
// 阻塞当前线程,那么怎么唤醒这个线程呢?
// 首先我们必须调用signal或者signalAll将这个节点node加入到同步队列。
// 只有这样unparkSuccessor(Node node)方法,才有可能唤醒被阻塞的线程
LockSupport.park(this);
// 如果当前线程产生中断请求,就跳出循环
if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
break;
// 如果节点node已经在同步队列中了,获取同步锁,只有得到锁才能继续执行,否则线程继续阻塞等待
if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)
interruptMode = REINTERRUPT;
// 清除Condition队列中状态不是Node.CONDITION的节点
if (node.nextWaiter != null)
unlinkCancelledWaiters();
// 是否要抛出异常,或者发出中断请求
if (interruptMode != 0)
reportInterruptAfterWait(interruptMode);
方法流程:
- addConditionWaiter方法:为当前线程创建新的Node节点,并且将这个节点插入到Condition队列中了
- fullyRelease方法:释放当前线程占有的锁,并唤醒CLH队列一个等待线程
- isOnSyncQueue 方法:如果返回false,表示节点node不在CLH队列中,即没有调用过 signal系列方法,所以调用LockSupport.park(this)方法阻塞当前线程。
- 如果跳出while循环,表示节点node已经在CLH队列中,那么调用acquireQueued方法去获取锁。
- 清除Condition队列中状态不是Node.CONDITION的节点
4.1.2 addConditionWaiter方法
为当前线程创建新的Node节点,并且将这个节点插入到Condition队列中了
private Node addConditionWaiter()
Node t = lastWaiter;
// 如果Condition队列尾节点的状态不是Node.CONDITION
if (t != null && t.waitStatus != Node.CONDITION)
// 清除Condition队列中,状态不是Node.CONDITION的节点,
// 并且可能会重新设置firstWaiter和lastWaiter
unlinkCancelledWaiters();
// 重新将Condition队列尾赋值给t
t = lastWaiter;
// 为当前线程创建一个状态为Node.CONDITION的节点
Node node = new Node(Thread.currentThread(), Node.CONDITION);
// 如果t为null,表示Condition队列为空,将node节点赋值给链表头
if (t == null)
firstWaiter = node;
else
// 将新节点node插入到Condition队列尾
t.nextWaiter = node;
// 将新节点node设置为新的Condition队列尾
lastWaiter = node;
return node;
4.1.3 fullyRelease方法
释放当前线程占有的锁,并唤醒CLH队列一个等待线程
/**
* 释放当前线程占有的锁,并唤醒CLH队列一个等待线程
* 如果失败就抛出异常,设置node节点的状态是Node.CANCELLED
* @return
*/
final int fullyRelease(Node node)
boolean failed = true;
try
int savedState = getState();
// 释放当前线程占有的锁
if (release(savedState))
failed = false;
return savedState;
else
throw new IllegalMonitorStateException();
finally
if (failed)
node.waitStatus = Node.CANCELLED;
4.1.4 isOnSyncQueue
节点node是不是在CLH队列中
// 节点node是不是在CLH队列中
final boolean isOnSyncQueue(Node node)
// 如果node的状态是Node.CONDITION,或者node没有前一个节点prev,
// 那么返回false,节点node不在同步队列中
if (node.waitStatus == Node.CONDITION || node.prev == null)
return false;
// 如果node有下一个节点next,那么它一定在同步队列中
if (node.next != null) // If has successor, it must be on queue
return true;
// 从同步队列中查找节点node
return findNodeFromTail(node);
// 在同步队列中从后向前查找节点node,如果找到返回true,否则返回false
private boolean findNodeFromTail(Node node)
Node t = tail;
for (;;)
if (t == node)
return true;
if (t == null)
return false;
t = t.prev;
4.1.5 acquireQueued方法
获取独占锁,这个在独占锁章节已经说过
4.1.6 unlinkCancelledWaiters 方法
清除Condition队列中状态不是Node.CONDITION的节点
private void unlinkCancelledWaiters()
// condition队列头赋值给t
Node t = firstWaiter;
// 这个trail节点,只是起辅助作用
Node trail = null;
while (t != null)
//得到下一个节点next。当节点是condition时候,nextWaiter表示condition队列的下一个节点
Node next = t.nextWaiter;
// 如果节点t的状态不是CONDITION,那么该节点就要从condition队列中移除
if (t.waitStatus != Node.CONDITION)
// 将节点t的nextWaiter设置为null
t.nextWaiter = null;
// 如果trail为null,表示原先的condition队列头节点实效,需要设置新的condition队列头
if (trail == null)
firstWaiter = next;
else
// 将节点t从condition队列中移除,因为改变了引用的指向,从condition队列中已经找不到节点t了
trail.nextWaiter = next;
// 如果next为null,表示原先的condition队列尾节点也实效,重新设置队列尾节点
if (next == null)
lastWaiter = trail;
else
// 遍历到的有效节点
trail = t;
// 将next赋值给t,遍历完整个condition队列
t = next;
4.1.7 reportInterruptAfterWait方法
/**
* 如果interruptMode是THROW_IE,就抛出InterruptedException异常
* 如果interruptMode是REINTERRUPT,则当前线程再发出中断请求
* 否则就什么都不做
*/
private void reportInterruptAfterWait(int interruptMode)
throws InterruptedException
if (interruptMode == THROW_IE)
throw new InterruptedException();
else if (interruptMode == REINTERRUPT)
selfInterrupt();
4.2 signal系列方法
4.2.1 signal方法
// 如果condition队列不为空,将condition队列头节点插入到同步队列中
public final void signal()
// 如果当前线程不是独占锁线程,就抛出IllegalMonitorStateException异常
if (!isHeldExclusively())
throw new IllegalMonitorStateException();
// 将Condition队列头赋值给节点first
Node first = firstWaiter;
if (first != null)
// 将Condition队列中的first节点插入到CLH队列中
doSignal(first);
如果condition队列不为空,就调用doSignal方法将condition队列头节点插入到CLH队列中。
4.2.2 doSignal方法
// 将Condition队列中的first节点插入到CLH队列中
private void doSignal(Node first)
do
// 原先的Condition队列头节点取消,所以重新赋值Condition队列头节点
// 如果新的Condition队列头节点为null,表示Condition队列为空了
// ,所以也要设置Condition队列尾lastWaiter为null
if ( (firstWaiter = first.nextWaiter) == null)
lastWaiter = null;
// 取消first节点nextWaiter引用
first.nextWaiter = null;
while (!transferForSignal(first) &&
(first = firstWaiter) != null);
为什么使用while循环,因为只有是Node.CONDITION状态的节点才能插入CLH队列,如果不是这个状态,那么循环Condition队列下一个节点。
4.2.3 transferForSignal方法
// 返回true表示节点node插入到同步队列中,返回false表示节点node没有插入到同步队列中
final boolean transferForSignal(Node node)
// 如果节点node的状态不是Node.CONDITION,或者更新状态失败,
// 说明该node节点已经插入到同步队列中,所以直接返回false
if (!compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0))
return false;
// 将节点node插入到同步队列中,p是原先同步队列尾节点,也是node节点的前一个节点
Node p = enq(node);
int ws = p.waitStatus;
// 如果前一个节点是已取消状态,或者不能将它设置成Node.SIGNAL状态。
// 就说明节点p之后也不会发起唤醒下一个node节点线程的操作,
// 所以这里直接调用 LockSupport.unpark(node.thread)方法,唤醒节点node所在线程
if (ws > 0 || !compareAndSetWaitStatus(p, ws, Node.SIGNAL))
LockSupport.unpark(node.thread);
return true;
- 状态不是 Node.CONDITION的节点,是不能从Condition队列中插入到CLH队列中。直接返回false
- 调用enq方法,将节点node插入到同步队列中,p是原先同步队列尾节点,也是node节点的前一个节点
- 如果前一个节点是已取消状态,或者不能将它设置成Node.SIGNAL状态。那么就要LockSupport.unpark(node.thread)方法唤醒node节点所在线程。
4.2.4 signalAll 方法
// 将condition队列中所有的节点都插入到同步队列中
public final void signalAll()
if (!isHeldExclusively())
throw new IllegalMonitorStateException();
Node first = firstWaiter;
if (first != null)
doSignalAll(first);
4.2.5 doSignalAll方法
/**
* 将condition队列中所有的节点都插入到同步队列中
* @param first condition队列头节点
*/
private void doSignalAll(Node first)
// 表示将condition队列设置为空
lastWaiter = firstWaiter = null;
do
// 得到condition队列的下一个节点
Node next = first.nextWaiter;
first.nextWaiter = null;
// 将节点first插入到同步队列中
transferForSignal(first);
first = next;
// 循环遍历condition队列中所有的节点
while (first != null);
循环遍历整个condition队列,调用transferForSignal方法,将节点插入到CLH队列中。
4.3 小结
Condition只能使用在独占锁中。它内部有一个Condition队列记录所有在Condition条件等待的线程(即就是调用await系列方法后等待的线程).
await系列方法:会让当前线程释放持有的锁,并唤醒在CLH队列上的一个等待锁的线程,再将当前线程插入到Condition队列中(注意不是CLH队列)
signal系列方法:并不是唤醒线程,而是将Condition队列中的节点插入到CLH队列中。
总结
使用AQS类来实现独占锁和共享锁:
- 内部有一个CLH队列,用来记录所有等待锁的线程
- 通过 acquire系列方法用来获取独占锁,获取失败,则阻塞当前线程
- 通过release方法用来释放独占锁,释放成功,则会唤醒一个等待独占锁的线程。
- 通过acquireShared系列方法用来获取共享锁。
- 通过releaseShared方法用来释放共享锁。
- 通过Condition来实现线程之间相互等待的。
示例
import java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
// 实现一个可重入的独占锁, 必须复写tryAcquire和tryRelease方法
class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer
// 尝试获取独占锁, 利用锁的获取次数state属性
@Override
protected boolean tryAcquire(int acquires)
final Thread current = Thread.currentThread();
// 获取锁的记录状态state
int c = getState();
// 如果c==0表示当前锁是空闲的
if (c == 0)
// 通过CAS原子操作方式设置锁的状态,如果为true,表示当前线程获取的锁,
// 为false,锁的状态被其他线程更改,当前线程获取的锁失败
if (compareAndSetState(0, acquires))
// 设置当前线程为独占锁的线程
setExclusiveOwnerThread(current);
return true;
// 判断当前线程是不是独占锁的线程,因为是可重入锁
else if (current == getExclusiveOwnerThread())
int nextc = c + acquires;
if (nextc < 0)
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
// 更改锁的记录状态
setState(nextc);
return true;
return false;
// 释放持有的独占锁, 因为是可重入锁,所以只有当c等于0的时候,表示当前持有锁的完全释放了锁。
@Override
protected boolean tryRelease(int releases)
// c表示新的锁的记录状态
int c = getState() - releases;
// 如果当前线程不是独占锁的线程,就抛出IllegalMonitorStateException异常
if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())
throw new IllegalMonitorStateException();
// 标志是否可以释放锁
boolean free = false;
// 当新的锁的记录状态为0时,表示可以释放锁
if (c == 0)
free = true;
// 设置独占锁的线程为null
setExclusiveOwnerThread(null);
setState(c);
return free;
public class AQSTest
public static void newThread(Sync sync, String name, int time)
new Thread(new Runnable()
@Override
public void run()
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+" 开始运行,准备获取锁");
// 通过acquire方法,获取锁,如果没有获取到,就等待
sync.acquire(1);
try
System.out.println("====线程"+Thread.currentThread().getName()+" 在run方法中获取了锁");
lockAgain();
try
Thread.sleep(time);
catch (InterruptedException e)
e.printStackTrace();
finally
System.out.println("----线程"+Thread.currentThread().getName()+" 在run方法中释放了锁");
sync.release(1);
private void lockAgain()
sync.acquire(1);
try
System.out.println("====线程"+Thread.currentThread().getName()+" 在lockAgain方法中再次获取了锁");
try
Thread.sleep(10);
catch (InterruptedException e)
e.printStackTrace();
finally
System.out.println("----线程"+Thread.currentThread().getName()+" 在lockAgain方法中释放了锁");
sync.release(1);
,name).start();
public static void main(String[] args)
Sync sync = new Sync();
newThread(sync, "t1111", 1000);
newThread(sync, "t2222", 1000);
newThread(sync, "t3333", 1000);
利用AbstractQueuedSynchronizer简单实现一个可重入的独占锁。
- 要实现独占锁,必须重写tryAcquire和tryRelease方法。否则在获取锁和释放锁的时候,会抛出异常。
- 直接的调用AQS类的acquire(1)和release(1)方法获取锁和释放锁。
输出结果是
线程t1111 开始运行,准备获取锁
====线程t1111 在run方法中获取了锁
====线程t1111 在lockAgain方法中再次获取了锁
线程t2222 开始运行,准备获取锁
线程t3333 开始运行,准备获取锁
----线程t1111 在lockAgain方法中释放了锁
----线程t1111 在run方法中释放了锁
====线程t2222 在run方法中获取了锁
====线程t2222 在lockAgain方法中再次获取了锁
----线程t2222 在lockAgain方法中释放了锁
----线程t2222 在run方法中释放了锁
====线程t3333 在run方法中获取了锁
====线程t3333 在lockAgain方法中再次获取了锁
----线程t3333 在lockAgain方法中释放了锁
----线程t3333 在run方法中释放了锁
附录
package java.util.concurrent.locks;
import sun.misc.Unsafe;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public abstract class AbstractQueuedSynchronizer
extends AbstractOwnableSynchronizer
implements java.io.Serializable
private static final long serialVersionUID = 7373984972572414691L;
protected AbstractQueuedSynchronizer()
static final class Node
// 共享模式的标记
static final Node SHARED = new Node();
// 独占模式的标记
static final Node EXCLUSIVE = null;
// waitStatus变量的值,标志着线程被取消
static final int CANCELLED = 1;
// waitStatus变量的值,标志着后继线程(即队列中此节点之后的节点)需要被阻塞.(用于独占锁)
static final int SIGNAL = -1;
// waitStatus变量的值,标志着线程在Condition条件上等待阻塞.(用于Condition的await等待)
static final int CONDITION = -2;
// waitStatus变量的值,标志着下一个acquireShared方法线程应该被允许。(用于共享锁)
static final int PROPAGATE = -3;
// 标记着当前节点的状态,默认状态是0, 小于0的状态都是有特殊作用,大于0的状态表示已取消
volatile int waitStatus;
// prev和next实现一个双向链表
volatile Node prev;
volatile Node next;
// 该节点拥有的线程
volatile Thread thread;
// 可能有两种作用:1. 表示下一个在Condition条件上等待的节点
// 2. 表示是共享模式或者独占模式,注意第一种情况节点一定是共享模式
Node nextWaiter;
// 是不是共享模式
final boolean isShared()
return nextWaiter == SHARED;
// 返回前一个节点prev,如果为null,则抛出NullPointerException异常
final Node predecessor() throws NullPointerException
Node p = prev;
if (p == null)
throw new NullPointerException();
else
return p;
// 用于创建链表头head,或者共享模式SHARED
Node()
// 使用在addWaiter方法中
Node(Thread thread, Node mode)
this.nextWaiter = mode;
this.thread = thread;
// 使用在Condition条件中
Node(Thread thread, int waitStatus)
this.waitStatus = waitStatus;
this.thread = thread;
// CLH队列头
private transient volatile Node head;
// CLH队列尾
private transient volatile Node tail;
// 用来记录当前锁被获取的次数,当state==0,表示还没有被任何线程获取
private volatile int state;
protected final int getState()
return state;
protected final void setState(int newState)
state = newState;
// 采用CAS函数。比较并交换函数,它是原子操作函数;即,通过CAS操作的数据都是以原子方式进行的
protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update)
return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update);
// Queuing utilities
static final long spinForTimeoutThreshold = 1000L;
// 向队列尾插入新节点,如果队列没有初始化,就先初始化。返回原先的队列尾节点
private Node enq(final Node node)
for (;;)
Node t = tail;
// t为null,表示队列为空,先初始化队列
if (t == null)
// 采用CAS函数即原子操作方式,设置队列头head值。
// 如果成功,再将head值赋值给链表尾tail。如果失败,表示head值已经被其他线程,那么就进入循环下一次
if (compareAndSetHead(new Node()))
tail = head;
else
// 新添加的node节点的前一个节点prev指向原来的队列尾tail
node.prev = t;
// 采用CAS函数即原子操作方式,设置新队列尾tail值。
if (compareAndSetTail(t, node))
// 设置老的队列尾tail的下一个节点next指向新添加的节点node
t.next = node;
return t;
// 通过给定的模式mode(独占或者共享)为当前线程创建新节点,并插入队列中
private Node addWaiter(Node mode)
// 为当前线程创建新的节点
Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
Node pred = tail;
// 如果队列已经创建,就将新节点插入队列尾。
if (pred != null)
node.prev = pred;
if (compareAndSetTail(pred, node))
pred.next = node;
return node;
// 如果队列没有创建,通过enq方法创建队列,并插入新的节点。
enq(node);
return node;
// 重新设置队列头head,它只在acquire系列的方法中调用
private void setHead(Node node)
head = node;
// 线程也没有意义了,因为该线程已经获取到锁了
node.thread = null;
// 前一个节点已经没有意义了
node.prev = null;
// 唤醒node节点的下一个非取消状态的节点所在线程(即waitStatus<=0)
private void unparkSuccessor(Node node)
// 获取node节点的状态
int ws = node.waitStatus;
// 如果小于0,就将状态重新设置为0,表示这个node节点已经完成了
if (ws < 0)
compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0);
// 下一个节点
Node s = node.next;
// 如果下一个节点为null,或者状态是已取消,那么就要寻找下一个非取消状态的节点
if (s == null || s.waitStatus > 0)
// 先将s设置为null,s不是非取消状态的节点
s = null;
// 从队列尾向前遍历,直到遍历到node节点
for (Node t = tail; t != null && t != node; t = t.prev)
// 因为是从后向前遍历,所以不断覆盖找到的值,这样才能得到node节点后下一个非取消状态的节点
if (t.waitStatus <= 0)
s = t;
// 如果s不为null,表示存在非取消状态的节点。那么调用LockSupport.unpark方法,唤醒这个节点的线程
if (s != null)
LockSupport.unpark(s.thread);
// 会唤醒等待共享锁的线程
private void doReleaseShared()
for (;;)
// 将同步队列头赋值给节点h
Node h = head;
// 如果节点h不为null,且不等于同步队列尾
if (h != null && h != tail)
// 得到节点h的状态
int ws = h.waitStatus;
// 如果状态是Node.SIGNAL,就要唤醒节点h后继节点的线程
if (ws == Node.SIGNAL)
// 将节点h的状态设置成0,如果设置失败,就继续循环,再试一次。
if (!compareAndSetWaitStatus(h, Node.SIGNAL, 0))
continue; // loop to recheck cases
// 唤醒节点h后继节点的线程
unparkSuccessor(h);
// 如果节点h的状态是0,就设置ws的状态是PROPAGATE。
else if (ws == 0 &&
!compareAndSetWaitStatus(h, 0, Node.PROPAGATE))
continue; // loop on failed CAS
// 如果同步队列头head节点发生改变,继续循环,
// 如果没有改变,就跳出循环
if (h == head)
break;
// 重新设置CLH队列头,如果CLH队列头的下一个节点为null或者共享模式,
// 那么就要唤醒共享锁上等待的线程