关于java:万字长文从底层开始带你了解并发编程彻底帮你搞懂java锁

线程是否要锁住同步资源

  • 锁住 乐观锁
  • 不锁住 乐观锁

锁住同步资源失败 线程是否要阻塞

  • 阻塞
  • 不阻塞自旋锁,适应性自旋锁

多个线程竞争同步资源的流程细节有没有区别

  • 不锁住资源,多个线程只有一个能批改资源胜利,其它线程会重试无锁
  • 同一个线程执行同步资源时主动获取资源偏差锁
  • 多个线程竞争同步资源时,没有获取资源的线程自旋期待锁开释 轻量级锁
  • 多个线程竞争同步资源时,没有获取资源的线程阻塞期待唤醒 重量级锁

4.多个线程竞争锁时是否要排队

  • 排队偏心锁
  • 先尝试插队,插队失败在排队非偏心锁

一个线程的多个流程能不能获取同一把锁

  • 能 可重入锁
  • 不能非可重入锁

多个线程能不能共享一把锁

  • 能 共享
  • 不能排他锁

乐观锁与乐观锁

乐观锁与乐观锁时一种狭义的概念,体现的是对待线程同步的不同角度。

乐观锁

乐观锁认为本人在应用数据的时候肯定有别的线程来批改数据,在获取数据的时候会先加锁,确保数据不会被别的线程批改。
锁实现:synchronized 接口Lock的实现类
实用场景:写操作多,先加锁能够保障写操作时数据正确。

乐观锁

乐观锁认为本人在应用数据时不会有别的线程批改数据,所以不会增加锁,只是在更新数据的时候去判断之前有没有别的线程更新了这个数据。
锁实现:CAS算法,例如AtomicInteger类的原子自增时通过CAS自旋实现。
实用场景:读操作较多,不加锁的特点可能使其读操作的性能大幅度晋升。
乐观锁的执行流程:
线程A获取到数据当前间接操作,操作完数据当前筹备更新同步资源,更新之前会先判断内存中同步资源是否被更新:
1.如果没有被更新,更新内存中同步资源的值。
2.如果同步资源被其余线程更新,依据实现办法执行不同的操做(报错or重试)。

CAS算法

全名:Compare And Swap(比拟并替换)
无锁算法:基于硬件原语实现,在不应用锁(没有线程被阻塞)的状况下实现多线程之间的变量同步。
jdk中的实现:java.util.concurrent包中的原子类就是通过CAS来实现了乐观锁。
算法波及到的三个操作数:

须要读写的内存值V
进行比拟的值A
要写入的新值的B

CAS存在的问题

1.ABA问题
线程1筹备用CAS将变量的值由A替换为B,在此之前,线程2将变量的值由A替换为C,又由C替换为A,而后线程1执行CAS时发现变量的值依然为A,所以CAS胜利。但实际上这时的现场曾经和最后不同了,只管CAS胜利,但可能存在潜藏的问题。
举例:一个小偷,把他人家的钱偷了之后又还了回来,还是原来的钱吗,你老婆出轨之后又回来,还是原来的老婆吗?ABA问题也一样,如果不好好解决就会带来大量的问题。最常见的就是资金问题,也就是他人如果挪用了你的钱,在你发现之前又还了回来。然而他人却曾经触犯了法律。
然而jdk曾经解决了这个问题。
想追下源码来着,然而一追发现间接到c了。

2.循环工夫长开销大
3.只能保障一个共享变量的原子操作

Unsafe

AtomicInteger

public final int incrementAndGet() {
        for (;;) {
            int current = get();
            int next = current + 1;
            if (compareAndSet(current, next))
                return next;
        }
    }

public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
        return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
    }

从这里可见原子类的办法调用了unsafe类的办法
unsafe

public final native boolean compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5);

再往底层的话,理论加上就到了C。
最终的实现就是 cmpxchg = cas批改变量值

lock cmpxchg 指令

硬件:
lock指令在执行前面指令的时候锁定一个北桥信号(不采纳锁总线的形式)

自旋锁

是指当一个线程在获取锁的时候,如果锁曾经被其余线程获取,那么该线程将循环期待,而后一直的判断锁是否可能被胜利获取,自旋直到获取到锁才会退出循环。

自旋存在的意义与应用场景

阻塞与唤醒线程须要操作系统切换CPU状态,须要耗费肯定工夫。
同步代码块逻辑简略,执行工夫很短。
自适应自旋锁假设不同线程持有同一个锁对象的工夫根本相当,竞争水平趋于稳定,因而,能够依据上一次自旋的工夫与后果调整下一次自旋的工夫。
JDK>=1.7自旋锁的参数被勾销,虚拟机不再反对由用户配置自旋锁,自旋锁总是会执行,自旋锁次数也是由虚拟机主动调整。

锁降级

锁降级流程

jdk6的时候对锁进行了很多优化,其中就有了锁的降级过程。

1.偏差锁:只有一个线程进入临界区,实用于只有一个线程拜访同步块的场景
2.轻量级锁:多线程为竞争或者竞争不强烈,实用于谋求响应工夫,同步块执行速度十分快。
3.重量级锁:多线程竞争,实用于谋求吞吐量,同步块执行速度较长。

JVM对象加锁的原理

对象的内存构造?
对象头:比方hash码,对象所属的年代,对象锁,锁状态标记,偏差锁(线程)ID,偏差工夫,数组长度(数组对象)等。
实例数据:创建对象时,对象中的成员变量,办法等。
对齐填充:就为了凑够8的倍数。

利用一个插件,比照对象上锁前后的差别:

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.openjdk.jol</groupId>
            <artifactId>jol-core</artifactId>
            <version>0.9</version>
        </dependency>
    </dependencies>
    public static void main(String[] args) {
        Object o = new Object();
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable());
        System.out.println("===============================================");
        synchronized (o){
            System.out.println(ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable());
        }
    }

实例对象是怎么存储的?

对象实例存储在堆空间,对象的元数据存在元空间,对象援用存在栈空间。

锁打消

/**
 * @author yhd
 * @createtime 2020/9/8 20:40
 */
public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer buffer = new StringBuffer();
        buffer.append("a").append("b");
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(buffer).toPrintable());
    }
}

咱们都晓得StringBuffer是线程平安的,因为他的要害办法都加了synchronized,然而,从打印后果能够看出,锁被打消了。因为buffer这个援用只会在main办法中应用,不可能被其余线程援用(因为是局部变量,栈公有),所以buffer是不可能共享的资源,JVM会主动打消StringBuffer对象外部的锁。

锁粗化

/**
 * @author yhd
 * @createtime 2020/9/8 20:48
 */
public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) {
        int i=0;
        StringBuffer buffer = new StringBuffer();
        while (i<100){
            buffer.append(i);
            i++;
        }
        System.out.println(buffer.toString());
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(buffer).toPrintable());
    }
}

JVM会检测到这样一连串的操作都对同一个对象加锁(while 循环内 100 次执行 append,没有锁粗化的就要进行 100 次加锁/解锁),此时 JVM 就会将加锁的范畴粗化到这一连串的操作的内部(比方 while 空幻体外),使得这一连串操作只须要加一次锁即可。

AQS

钻研了AQS一天,终于找到了他的入口,接下来看我的想法:

多线程操做共享数据问题

/**
 * @author yhd
 * @createtime 2020/9/8 8:11
 */
public class Demo1 {
    public static int m=0;

    public static void main(String[] args)throws Exception {
        Thread []threads=new Thread[100];
        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
            threads[i]=new Thread(()->{
                for (int j = 0; j < 100; j++) {
                    m++;
                }
            });
        }
        for (Thread t :threads) t.start();
        for (Thread t :threads) t.join();//线程程序完结
        System.out.println(m);
    }
}

毫无疑问,这段代码是存在线程平安问题的,只有理解一点并发编程,都是能够看进去的。那么咱们能够怎么来解决呢?

应用synchronized来解决

/**
 * @author yhd
 * @createtime 2020/9/8 8:32
 */
public class Demo2 {

    public static int m=0;

    public static void main(String[] args)throws Exception {
        Thread []threads=new Thread[100];
        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
            threads[i]=new Thread(()->{
                synchronized (Demo2.class) {
                    for (int j = 0; j < 100; j++) {
                        m++;
                    }
                }
            });
        }
        for (Thread t :threads) t.start();
        for (Thread t :threads) t.join();//线程程序完结
        System.out.println(m);
    }

这样解决了线程平安的问题,然而同时也存在一个问题,synchronized是操作系统层面的办法,也就是须要jvm和操做零碎之间进行一个切换(用户态和内核态的切换),这样实际上是影响效率的。另一种解决办法:

应用ReentrantLock来解决

/**
 * @author yhd
 * @createtime 2020/9/8 8:41
 */
public class Demo3 {

    public static int m=0;
    public static Lock lock=new ReentrantLock();
    public static void main(String[] args)throws Exception {
        Thread []threads=new Thread[100];
        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
            threads[i]=new Thread(()->{

                try {
                    lock.lock();
                    for (int j = 0; j < 100; j++) {
                            m++;
                    }
                } finally {
                    lock.unlock();
                }
            });
        }
        for (Thread t :threads) t.start();
        for (Thread t :threads) t.join();//线程程序完结
        System.out.println(m);
    }
}

那么这种形式的底层是怎么做的呢?接下来追源码。

    public ReentrantLock() {
        sync = new NonfairSync();
    }

这个sync又是啥呢?接着追

    static final class NonfairSync extends Sync {
        private static final long serialVersionUID = 7316153563782823691L;

        /**
         * Performs lock.  Try immediate barge, backing up to normal
         * acquire on failure.
         */
        final void lock() {
            if (compareAndSetState(0, 1))
                setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
            else
                acquire(1);
        }

        protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
            return nonfairTryAcquire(acquires);
        }
    }

它实际上是ReentrantLock的一个外部类继承了Sync,而他外面的办法实际上也是调用了Sync的办法。这样指标就明确了,咱们能够看一下Sync
这个Sync的源码:

abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer

由此可知,实际上ReentrantLock是利用AbstractQueuedSynchronizer也就是AQS来实现的。

AbstractQueuedSynchronizer概述

这个类的外部有一个外部类Node

static final class Node {
    static final Node SHARED = new Node();
    volatile Node prev;//前驱指针
    volatile Node next;//后继指针
    volatile Thread thread;//以后线程
    private transient volatile Node head;//头节点
    private transient volatile Node tail;//尾节点
    private volatile int state;//锁状态,加锁胜利则为1,重入+1 解锁则为0
    .....
}

看到这里就想到了LinkedHashMap,实际上也就是相似于维持了一个双向的链表,每个节点都是一个线程。

它保护了一个volatile int state(代表共享资源)和一个FIFO线程期待队列(多线程争用资源被阻塞时会进入此队列)。这里volatile是外围关键词,具体volatile的语义,在此不述。state的拜访形式有三种:

    getState()
    setState()
    compareAndSetState()

AQS定义两种资源共享形式:Exclusive(独占,只有一个线程能执行,如ReentrantLock)和Share(共享,多个线程可同时执行,如Semaphore/CountDownLatch)。
  不同的自定义同步器争用共享资源的形式也不同。自定义同步器在实现时只须要实现共享资源state的获取与开释形式即可,至于具体线程期待队列的保护(如获取资源失败入队/唤醒出队等),AQS曾经在顶层实现好了。自定义同步器实现时次要实现以下几种办法:

`isHeldExclusively()`:该线程是否正在独占资源。只有用到condition才须要去实现它。
`tryAcquire(int)`:独占形式。尝试获取资源,胜利则返回true,失败则返回false。
`tryRelease(int)`:独占形式。尝试开释资源,胜利则返回true,失败则返回false。
`tryAcquireShared(int)`:共享形式。尝试获取资源。正数示意失败;0示意胜利,但没有残余可用资源;负数示意胜利,且有残余资源。
`tryReleaseShared(int)`:共享形式。尝试开释资源,如果开释后容许唤醒后续期待结点返回true,否则返回false。

ReentrantLock为例,state初始化为0,示意未锁定状态。A线程lock()时,会调用tryAcquire()独占该锁并将state+1。尔后,其余线程再tryAcquire()时就会失败,直到A线程unlock()到state=0(即开释锁)为止,其它线程才有机会获取该锁。当然,开释锁之前,A线程本人是能够反复获取此锁的(state会累加),这就是可重入的概念。但要留神,获取多少次就要开释如许次,这样能力保障state是能回到零态的。

再以CountDownLatch以例,工作分为N个子线程去执行,state也初始化为N(留神N要与线程个数统一)。这N个子线程是并行执行的,每个子线程执行完后countDown()一次,state会CAS减1。等到所有子线程都执行完后(即state=0),会unpark()主调用线程,而后主调用线程就会从await()函数返回,持续后余动作。

一般来说,自定义同步器要么是独占办法,要么是共享形式,他们也只需实现tryAcquire-tryReleasetryAcquireShared-tryReleaseShared中的一种即可。但AQS也反对自定义同步器同时实现独占和共享两种形式,如ReentrantReadWriteLock

源码解读与执行流程剖析

独占锁

acquire(int)==
此办法是独占模式下线程获取共享资源的顶层入口。如果获取到资源,线程间接返回,否则进入期待队列,直到获取到资源为止,且整个过程疏忽中断的影响。这也正是lock()的语义,当然不仅仅只限于lock()。获取到资源后,线程就能够去执行其临界区代码了。

    public final void acquire(int arg) {
        if (!tryAcquire(arg) &&
            acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
            selfInterrupt();
    }

函数流程如下:

tryAcquire()尝试间接去获取资源,如果胜利则间接返回;
addWaiter()将该线程退出期待队列的尾部,并标记为独占模式;
acquireQueued()使线程在期待队列中获取资源,始终获取到资源后才返回。如果在整个期待过程中被中断过,则返回true,否则返回false。如果线程在期待过程中被中断过,它是不响应的。只是获取资源后才再进行自我中断selfInterrupt(),将中断补上。
tryAcquire(int)
此办法尝试去获取独占资源。如果获取胜利,则间接返回true,否则间接返回false。这也正是tryLock()的语义,还是那句话,当然不仅仅只限于tryLock()。

    protected boolean tryAcquire(int arg) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }

一开始还傻乎乎的想为啥间接抛异样了,起初才反馈过去,这不是给自定义的办法么?AQS这里只定义了一个接口,具体资源的获取交由自定义同步器去实现了。
addWaiter(Node)
此办法用于将以后线程退出到期待队列的队尾,并返回以后线程所在的结点。

    private Node addWaiter(Node mode) {
     //以给定模式结构结点。mode有两种:EXCLUSIVE(独占)和SHARED(共享)
        Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
        // Try the fast path of enq; backup to full enq on failure
        Node pred = tail;
        if (pred != null) {
            node.prev = pred;
            if (compareAndSetTail(pred, node)) {
                pred.next = node;
                return node;
            }
        }
        enq(node);
        return node;
    }

Node结点是对每一个拜访同步代码的线程的封装,其蕴含了须要同步的线程自身以及线程的状态,如是否被阻塞,是否期待唤醒,是否曾经被勾销等。变量waitStatus则示意以后被封装成Node结点的期待状态,共有4种取值CANCELLED、SIGNAL、CONDITION、PROPAGATE。

CANCELLED:值为1,在同步队列中期待的线程期待超时或被中断,须要从同步队列中勾销该Node的结点,其结点的waitStatus为CANCELLED,即完结状态,进入该状态后的结点将不会再变动。

SIGNAL:值为-1,被标识为该期待唤醒状态的后继结点,当其前继结点的线程开释了同步锁或被勾销,将会告诉该后继结点的线程执行。说白了,就是处于唤醒状态,只有前继结点开释锁,就会告诉标识为SIGNAL状态的后继结点的线程执行。

CONDITION:值为-2,与Condition相干,该标识的结点处于期待队列中,结点的线程期待在Condition上,当其余线程调用了Condition的signal()办法后,CONDITION状态的结点将从期待队列转移到同步队列中,期待获取同步锁。

PROPAGATE:值为-3,与共享模式相干,在共享模式中,该状态标识结点的线程处于可运行状态。

0状态:值为0,代表初始化状态。

AQS在判断状态时,通过用waitStatus>0示意勾销状态,而waitStatus<0示意无效状态。

== enq(Node)==
此办法用于将node退出队尾。

    private Node enq(final Node node) {
        for (;;) {//自旋
            Node t = tail;
            if (t == null) { // Must initialize
            // 队列为空,创立一个空的标记结点作为head结点,并将tail也指向它
                if (compareAndSetHead(new Node()))
                    tail = head;
            } else {//失常放入队列尾部
                node.prev = t;
                if (compareAndSetTail(t, node)) {
                    t.next = node;
                    return t;
                }
            }
        }
    }

cas自旋volatile变量
acquireQueued(Node, int)
通过tryAcquire()和addWaiter(),该线程获取资源失败,曾经被放入期待队列尾部了。聪慧的你立即应该能想到该线程下一步该干什么了吧:进入期待状态劳动,直到其余线程彻底开释资源后唤醒本人,本人再拿到资源,而后就能够去干本人想干的事了。没错,就是这样!是不是跟医院排队拿号有点类似~~acquireQueued()就是干这件事:在期待队列中排队拿号(两头没其它事干能够劳动),直到拿到号后再返回。这个函数十分要害,还是上源码吧:

    final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
        boolean failed = true;//标记是否曾经拿到锁
        try {
            boolean interrupted = false;//标记期待过程中是否被中断过
            for (;;) {
                final Node p = node.predecessor();//拿到前驱节点
                //如果前驱是head,即该结点已成老二,那么便有资格去尝试获取资源(可能是老大开释完资源唤醒本人的,当然也可能被interrupt了)。
                if (p == head && tryAcquire(arg)) {
                    setHead(node);
                    //拿到资源后,将head指向该结点。所以head所指的标杆结点,就是以后获取到资源的那个结点或null。
                    p.next = null; // help GC
                    failed = false;
                    return interrupted;
                }
                //如果本人能够劳动了,就进入waiting状态,直到被unpark()
                if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                    parkAndCheckInterrupt())
                    interrupted = true;//如果期待过程中被中断过,哪怕只有那么一次,就将interrupted标记为true
            }
        } finally {
            if (failed)
                cancelAcquire(node);
        }
    }

shouldParkAfterFailedAcquire(Node, Node)
此办法次要用于查看状态,看看本人是否真的能够去劳动了。

    private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {
        int ws = pred.waitStatus;//拿到前驱的状态
        if (ws == Node.SIGNAL)
            //如果曾经通知前驱拿完号后告诉本人一下,那就能够安心劳动了
            return true;
        if (ws > 0) {
           /*
           * 如果前驱放弃了,那就始终往前找,直到找到最近一个失常期待的状态,并排在它的后边。
           * 留神:那些放弃的结点,因为被本人“加塞”到它们前边,它们相当于造成一个无援用链,稍后就会被保安大叔赶走了(GC回收)!
          */
            do {
                node.prev = pred = pred.prev;
            } while (pred.waitStatus > 0);
            pred.next = node;
        } else {
            //如果前驱失常,那就把前驱的状态设置成SIGNAL,通知它拿完号后告诉本人一下。有可能失败,人家说不定刚刚开释完呢!
            compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);
        }
        return false;
    }

整个流程中,如果前驱结点的状态不是SIGNAL,那么本人就不能安心去劳动,须要去找个安心的劳动点,同时能够再尝试下看有没有机会轮到本人拿号。
parkAndCheckInterrupt()
如果线程找好平安劳动点后,那就能够安心去劳动了。此办法就是让线程去劳动,真正进入期待状态。

    private final boolean parkAndCheckInterrupt() {
        LockSupport.park(this);
        return Thread.interrupted();
    }
``

Thread.interrupted()会革除以后线程的中断标记位。 
==整个获取锁的流程:==
1.如果尝试获取锁胜利,间接返回。
2.没胜利,先退出到期待队列尾部,标记为独占模式。
3.尝试这获取一次锁后,如果还是获取不到就去劳动,有机会时(轮到本人,会被unpark())会去尝试获取资源。获取到资源后才返回。如果在整个期待过程中被中断过,则返回true,否则返回false。
4.如果线程在期待过程中被中断过,它是不响应的。只是获取资源后才再进行自我中断selfInterrupt(),将中断补上。
**这也就是ReentrantLock.lock()的流程**
![](https://img-blog.csdnimg.cn/20200909091109420.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTU5NjAyMg==,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)
==release(int)==
此办法是独占模式下线程开释共享资源的顶层入口。它会开释指定量的资源,如果彻底开释了(即state=0),它会唤醒期待队列里的其余线程来获取资源。
public final boolean release(int arg) {
    if (tryRelease(arg)) {
        Node h = head;
        if (h != null && h.waitStatus != 0)
            unparkSuccessor(h);
            //唤醒期待队列里的下一个线程
        return true;
    }
    return false;
}

**它是依据tryRelease()的返回值来判断该线程是否曾经实现开释掉资源了!所以自定义同步器在设计tryRelease()的时候要明确这一点!!**
**tryRelease(int)**
此办法尝试去开释指定量的资源。
protected boolean tryRelease(int arg) {
    throw new UnsupportedOperationException();
}

还是须要AQS的实现类本人去写。
**unparkSuccessor(Node)**
此办法用于唤醒期待队列中下一个线程。
private void unparkSuccessor(Node node) {
    //这里,node个别为以后线程所在的结点。
    int ws = node.waitStatus;
    if (ws < 0)
        //置零以后线程所在的结点状态,容许失败。
        compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0);

    //找到下一个须要唤醒的结点s
    Node s = node.next;
    if (s == null || s.waitStatus > 0) {//如果为空或已勾销
        s = null;
        for (Node t = tail; t != null && t != node; t = t.prev)
            if (t.waitStatus <= 0)//从这里能够看出,<=0的结点,都是还无效的结点。
                s = t;
    }
    if (s != null)
        LockSupport.unpark(s.thread);//唤醒
}

用unpark()唤醒期待队列中最前边的那个未放弃线程。
**开释锁的流程**
1.开释指定锁的资源并返回后果。
2.如果胜利开释,就唤醒期待队列中最前边的那个未放弃线程。
3.如果没胜利,返回false。

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

此办法用于将以后线程退出期待队列尾部劳动,直到其余线程开释资源唤醒本人,本人胜利拿到相应量的资源后才返回。
private void doAcquireShared(int arg) {
    final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
    boolean failed = true;
    try {
        boolean interrupted = false;
        for (;;) {
            final Node p = node.predecessor();
            if (p == head) {
                int r = tryAcquireShared(arg);
                if (r >= 0) {//胜利
                    setHeadAndPropagate(node, r);//将head指向本人,还有残余资源能够再唤醒之后的线程
                    p.next = null; // help GC
                    if (interrupted)
                        selfInterrupt();
                    failed = false;
                    return;
                }
            }
            if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                parkAndCheckInterrupt())
                interrupted = true;
        }
    } finally {
        if (failed)
            cancelAcquire(node);
    }
}

跟独占模式比,这里只有线程是head.next时(“老二”),才会去尝试获取资源,有残余的话还会唤醒之后的队友。那么问题就来了,如果老大用完后开释了5个资源,而老二须要6个,老三须要1个,老四须要2个。老大先唤醒老二,老二一看资源不够,他是把资源让给老三呢,还是不让?答案是否定的!老二会持续park()期待其余线程开释资源,也更不会去唤醒老三和老四了。独占模式,同一时刻只有一个线程去执行,这样做未尝不可;但共享模式下,多个线程是能够同时执行的,当初因为老二的资源需求量大,而把前面量小的老三和老四也都卡住了。当然,这并不是问题,只是AQS保障严格依照入队程序唤醒罢了(保障偏心,但升高了并发)。
== setHeadAndPropagate(Node, int)==
private void setHeadAndPropagate(Node node, int propagate) {
    Node h = head; // Record old head for check below
    setHead(node);
    if (propagate > 0 || h == null || h.waitStatus < 0 ||
        (h = head) == null || h.waitStatus < 0) {
        Node s = node.next;
        if (s == null || s.isShared())
            doReleaseShared();
    }
}

== doReleaseShared()==
private void doReleaseShared() {
    for (;;) {
        Node h = head;
        if (h != null && h != tail) {
            int ws = h.waitStatus;
            if (ws == Node.SIGNAL) {
                if (!compareAndSetWaitStatus(h, Node.SIGNAL, 0))
                    continue;            // loop to recheck cases
                unparkSuccessor(h);
            }
            else if (ws == 0 &&
                     !compareAndSetWaitStatus(h, 0, Node.PROPAGATE))
                continue;                // loop on failed CAS
        }
        if (h == head)                   // loop if head changed
            break;
    }
}

## 自定义锁

不同的自定义同步器争用共享资源的形式也不同。自定义同步器在实现时只须要实现共享资源state的获取与开释形式即可,至于具体线程期待队列的保护(如获取资源失败入队/唤醒出队等),AQS曾经在顶层实现好了。自定义同步器实现时次要实现以下几种办法:
 isHeldExclusively():该线程是否正在独占资源。只有用到condition才须要去实现它。
tryAcquire(int):独占形式。尝试获取资源,胜利则返回true,失败则返回false。
tryRelease(int):独占形式。尝试开释资源,胜利则返回true,失败则返回false。
tryAcquireShared(int):共享形式。尝试获取资源。正数示意失败;0示意胜利,但没有残余可用资源;负数示意胜利,且有残余资源。
tryReleaseShared(int):共享形式。尝试开释资源,如果开释后容许唤醒后续期待结点返回true,否则返回false。

自定义一个简略的锁

/**

  • @author yhd
  • @createtime 2020/9/8 9:44

*/
public class MLock implements Lock {

private AbstractQueuedSynchronizer sync=new Sync();
@Override
public void lock() {
    sync.acquire(1);
}

@Override
public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {

}

@Override
public boolean tryLock() {
    return false;
}

@Override
public boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
    return false;
}

@Override
public void unlock() {
    sync.release(1);
}

@Override
public Condition newCondition() {
    return null;
}

//自定义一个独占锁
private class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
    @Override
    protected boolean tryAcquire(int arg) {
        if (compareAndSetState(0, 1)) {
            setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
            return true;
        }
        return false;
    }

    @Override
    protected boolean tryRelease(int arg) {
        assert arg == 1;
        if (!isHeldExclusively())
            throw new IllegalMonitorStateException();
        setExclusiveOwnerThread(null);
        setState(0);
        return true;
    }

    @Override
    protected boolean isHeldExclusively() {
        return getExclusiveOwnerThread() == Thread.currentThread();
    }
}

}


Demo测试:

/**

  • @author yhd
  • @createtime 2020/9/8 9:36

*/
public class Demo6 {

public static int m = 0;
public static Lock lock = new MLock();

public static void main(String[] args) throws Exception {
    Thread[] threads = new Thread[100];
    for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
        threads[i] = new Thread(() -> {

            try {
                lock.lock();
                for (int j = 0; j < 100; j++) {
                    m++;
                }
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        });
    }
    for (Thread t : threads) t.start();
    for (Thread t : threads) t.join();//线程程序完结
    System.out.println(m);
}

}

## 最初
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