06.JUC 锁

基本概念

AQS 的共享模式，表示 AQS 通过共享模式获取/释放锁。该类对应的方法为 acquireShared/acquireSharedInterruptibly/tryAcquireSharedNanos、 releaseShared。

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acquireShared

acquireShared 表示以共享模式获取锁对象，并忽略中断。

public final void acquireShared(int arg) {    if (tryAcquireShared(arg) < 0) {        doAcquireShared(arg);    }}

• tryAcquireShared： 与独占模式一样留给子类实现。
• doAcquireShared：负责获取锁失败后的操作。

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1.doAcquireShared

下面来看 doAcquireShared 的实现过程：

private void doAcquireShared(int arg) {    // 添加进同步等待队列    final Node node = addWaiter(Node.SHARED);    boolean failed = true;    try {        boolean interrupted = false;        for (;;) {            // 判断是否在等待队列的[头节点的后节点]            final Node p = node.predecessor();            if (p == head) {                // 再次尝试获取[读锁]                int r = tryAcquireShared(arg);                // 成功则更新等待队列的头节点                if (r >= 0) {                    // 关键                    setHeadAndPropagate(node, r);                    p.next = null;                     if (interrupted){                        selfInterrupt();                    }                    failed = false;                    return;                }            }            if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&                parkAndCheckInterrupt()){                interrupted = true;            }           }    } finally {        if (failed){            cancelAcquire(node);        }       }}

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2.setHeadAndPropagate

该方法负责设置新的头节点，并执行传播操作。

传播操作具体是节点指唤等待队列的第一个节点后，被唤醒的节点由于自旋的缘故又会调用该方法唤醒其后续点，直到整个队列都被唤醒。

下面来看它的实现过程：

private void setHeadAndPropagate(Node node, int propagate) {    // 设置新的头节点，即出队操作    Node h = head;     setHead(node);    // 唤醒该节点的下个节点    if (propagate > 0 || h == null || h.waitStatus < 0) {        Node s = node.next;        if (s == null || s.isShared()){            // 释放共享锁操作，实质就是唤醒等待队列的节点            doReleaseShared();        }       }}

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3.doReleaseShared

再来看看 doReleaseShared 的实现过程：

private void doReleaseShared() {    // 循环，直至唤醒同步等待队列中的所有节点    for (;;) {        Node h = head;        // 判断同步等待队列是否为空        if (h != null && h != tail) {            int ws = h.waitStatus;            if (ws == Node.SIGNAL) {                if (!compareAndSetWaitStatus(h, Node.SIGNAL, 0)){                    continue; // loop to recheck cases                }                // 唤醒 h 的后继节点（同时将 h 等待状态置为 CANCELED）                unparkSuccessor(h);            } else if (ws == 0 &&                 !compareAndSetWaitStatus(h, 0, Node.PROPAGATE)){                continue; // loop on failed CAS            }        }        if (h == head){            break;// loop if head changed        }       }}

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整个过程如下图所示：

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acquireSharedInterruptibly

acquireSharedInterruptibly表示以共享模式获取锁对象，不忽略中断。

public final void acquireSharedInterruptibly(int arg) throws InterruptedException {    if (Thread.interrupted()){        // 抛出异常...    }    if (tryAcquireShared(arg) < 0){        doAcquireSharedInterruptibly(arg);    }}

关键来看 doAcquireSharedInterruptibly，它与 doAcquireShared 的区别在于，如果发现线程的中断标志位被置为 true，则会抛出异常中断线程。区别如下：

if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&parkAndCheckInterrupt()){    throw new InterruptedException();}          

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tryAcquireSharedNanos

tryAcquireSharedNanos表示以共享模式获取锁对象，尝试获取失败，则线程进入阻塞状态一段时间。线程在进入阻塞状态后有两种情况：

• 进入阻塞状态，一直到 nanosTimeout 超时，返回 false；
• 进入阻塞状态，时长未到 nanosTimeout 被唤醒，则通过自旋再次尝试，成功获取锁或直到超时返回结果。

下面来看它的实现过程：

public final boolean tryAcquireSharedNanos(int arg, long nanosTimeout) throws InterruptedException {    if (Thread.interrupted()){        // 抛出异常...    }    return tryAcquireShared(arg) >= 0 ||         // 实现原理与独占模式的 doAcquireNanos 类似，这里不再分析        doAcquireSharedNanos(arg, nanosTimeout);}

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releaseShared

该操作表示通过共享模式释放锁对象。

public final boolean releaseShared(int arg) {    if (tryReleaseShared(arg)) {        // 关键        doReleaseShared();        return true;    }    return false;}