前言

  • 上篇文章咱们基于两个案例理解了ReentrantLock(偏心锁)的加锁过程。接下来咱们持续基于雷同的案例来意识它的解锁过程。
  • 两个案例

    1.线程A独自加锁再解锁
    2.线程A正在持有锁的过程中,线程t1来加锁,线程t1阻塞后,线程A解锁

一、案例1:线程A独自加锁再解锁

  • 还是应用雷同的代码:

    public class SimpleThreadLock {    static ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true);    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        Thread a = new Thread(() -> {            try {                lock.lock();                System.out.println("Get lock");            } catch (Exception e) {                e.printStackTrace();            } finally {                lock.unlock();            }        }, "线程a");        a.start();        a.join();        System.out.println("end");    }}
  • 还记得线程A独自加锁时的流程么?或者说独自加锁后的程序会定位到哪里?没错,在执行完tryAcquire办法后,它返回的是true,那么进而阐明acquire办法前面的语句压根不会执行。

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

    这也间接阐明了在单个线程加锁时,只会操作aqs队列中的state变量,其中队列都不会产生。那么咱们来做一个猜想:是不是解锁时,只是独自的将aqs中的state变量cas成0呢? 咱们带着这个疑难来看unlock办法的源码。

  • java.util.concurrent.locks.ReentrantLock#unlock源码:

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

    依据咱们的主题,偏心锁的解锁过程,所以咱们间接定位到FairSync的release办法,然而它并没有对父类AbstractQueuedSynchronizer的release办法进行重写,那么此时调用的必定是父类的release办法,咱们间接粘贴源码(父类AbstractQueuedSynchronizer release办法源码):

    public final boolean release(int arg) {    // 尝试去开释锁,与tryLock一样,有可能会失败    // tryRelease具体源码剖析将在上面给出    // 咱们先接着往下看,看完tryRelase再回过头来看    // if内的逻辑    // ...... 上面的逻辑请先看完tryRelease来回过头来接着看    // 在上面的tryRelease办法中有说到,只有线程对    // 锁开释胜利了,这里返回的才是true,若    // 开释锁的次数 < 重入的次数,那么会返回false    // 若解锁的线程和以后持有state的线程不是同一个线程    // 则抛出异样。    if (tryRelease(arg)) {        // 进入了if, 则示意线程开释锁胜利        // 因为在本案例中,只有一个线程加锁        // 所以aqs队列都没有初始化,head必定为null        // 因而不须要执行if内的逻辑,而后间接返回true即可        // 在本案例中,返回true也毫无意义,在最顶端的        // 办法调用链中并没有接管这个返回值,因而        // 本案例的解锁过程完结        Node h = head;        if (h != null && h.waitStatus != 0)            unparkSuccessor(h);        return true;    }    return false;}
  • java.util.concurrent.locks.ReentrantLock.Sync#tryRelease源码:

        protected final boolean tryRelease(int releases) {        // 在以后案例中,state的值为1,        // 而传入的release为1(由上述的调用链可知)        // 所以此时做完操作后,c的值就等于0了        int c = getState() - releases;        // 这里做了一个校验,肯定要以后持有state的        // 线程能力做解决操作,否则抛异样        if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())            throw new IllegalMonitorStateException();                // 能执行到这一步,就阐明是以后持有        // state的线程执行的unlock办法,        // 后续要做的操作就是:        // 确认c是否等于0,如果等于0则示意锁开释        // 结束,接着就是设置state的拥有者为null        // 且设置state变量为0,        // 若c不等于0,则示意以后这个线程持有的锁        // 是一把重入锁,重入多少次就要unlock多少次        // ===> 只有以后线程解锁胜利后,才返回true        // 若解锁的次数 < 重入的次数则返回false        boolean free = false;        if (c == 0) {            free = true;            setExclusiveOwnerThread(null);        }        setState(c);        return free;    }

    看完这部分源码后记得返回看上述的release源码。在release源码中的正文有说到,在此案例下,线程A的解锁过程就完结了。因而在ReentrantLock中,单线程的执行或者多线程交替执行,并不会产生aqs队列,就是对state变量的一个加、减操作。但需注意:ReentrantLock的重入个性以及解锁的校验,重入了多少次就要解锁多少次,以及只能由以后持有state的线程能力unlock,否则抛异样。

二、案例2:线程A正在持有锁的过程中,线程t1来加锁,线程线程A解锁

  • 还是应用雷同上篇文章雷同的代码:

    public class TwoThreadLock {    static ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true);    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        new Thread(() -> {            try {                lock.lock();                System.out.println("Thread a get lock");                TimeUnit.SECONDS.sleep(60);            } catch (Exception e) {                e.printStackTrace();            } finally {                lock.unlock();            }        }, "线程a").start();        Thread t1 = new Thread(() -> {            try {                lock.lock();                System.out.println("Thread t1 get lock");            } catch (Exception e) {                e.printStackTrace();            } finally {                lock.unlock();            }        }, "线程t1");        t1.start();        t1.join();        System.out.println("end");    }}

    还记得线程t1加锁时是在哪里被阻塞的吗?没错,就是在java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer#acquireQueued办法

    final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {    boolean failed = true;    try {        boolean interrupted = false;        for (;;) {            // 局部代码省略.....            // 在上篇博客的案例中,咱们有说到            // 当线程t1在线程a持有锁的过程中            // 来竞争锁了,此时就会在这里被park            // 也就是在这里被阻塞了。            if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&                parkAndCheckInterrupt())                interrupted = true;        }    } finally {        if (failed)            cancelAcquire(node);    }}

    依据源码中的正文可知,线程t1在指定地位被阻塞了。依照以后案例来说,当线程t1阻塞时,线程a调用了unlock办法进行理解锁,此时的解锁过程和案例一的差不多,区别就在于release中的if代码块,详见下述源码解释:

    public final boolean release(int arg) {    // 尝试去开释锁,与tryLock一样,有可能会失败    // tryRelease具体源码剖析将在上面给出    // 咱们先接着往下看,看完tryRelase再回过头来看    // if内的逻辑    // ...... 上面的逻辑请先看完tryRelease来回过头来接着看    // 在上面的tryRelease办法中有说到,只有线程对    // 锁开释胜利了,这里返回的才是true,若    // 开释锁的次数 < 重入的次数,那么会返回false    // 若解锁的线程和以后持有state的线程不是同一个线程    // 则抛出异样。    if (tryRelease(arg)) {        // 进入了if, 则示意线程开释锁胜利        // 在本案例中,因为aqs队列初始化了,        // 所以head不为null,且它的waitStatus        // 为0,于是会执行if外部的        // unparkSuccessor办法        // 看完上面对unparkSuccessor办法的源码解析        // 再回过头来持续往下看!!!!!        // ...................        // 最终返回true,        // 其实这个返回值在这个案例中也没作用,        // 因为在调用链中并没有接管它的返回值        // 所以它线程a的解锁流程算是实现了。        Node h = head;        if (h != null && h.waitStatus != 0)            // 此时传入的为aqs队列中的head节点            unparkSuccessor(h);        return true;    }    return false;}
  • java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer#unparkSuccessor源码解析

    private void unparkSuccessor(Node node) {    // 在以后案例中,传入的node为队列中的head节点    // 此时它的ws为0    int ws = node.waitStatus;    if (ws < 0)        compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0);    /**     拿到head节点的下一个节点,     因为它的下一个节点不为null且waitStatus的值为-1(     在以后案例下,它的下一个节点     是处于park状态,那么它的waitStatus必定是-1)     于是不进if外面的逻辑     */    Node s = node.next;    if (s == null || s.waitStatus > 0) {        s = null;        for (Node t = tail; t != null && t != node; t = t.prev)            if (t.waitStatus <= 0)                s = t;    }    // 在以后案例下head节点的下一个节点不为null    if (s != null)        // 于是对s这个node中保护的线程做unpark操作        // 在本案例中,这个s节点外部保护的线程就是        // t1, 于是t1会被唤醒。        // 还记得线程t1是在哪里被阻塞的吗?咱们持续往下看        LockSupport.unpark(s.thread);}
  • 再次回到java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer#acquireQueued办法

    final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {    boolean failed = true;    try {        boolean interrupted = false;        for (;;) {             // ----------看完上面的start局部再回头看 ------------             // 此时的node为t2线程对应的node             // 此时获取它的上一个节点,             // 它的上一个节点是head节点,             // 于是走前面的&& 逻辑             // 前面的&& 逻辑就是持续去加锁             // 此时因为只有线程t2在,所以必定             // 会加锁胜利,最终返回true             // 进而进入if的代码块中,             // 在if代码块中次要做的时就是             // 批改head节点的援用,并回收             // 原来的head节点,最终获取锁             // 胜利             // ----------看完上面的start局部再回头看 ------------             final Node p = node.predecessor();            if (p == head && tryAcquire(arg)) {                setHead(node);                p.next = null; // help GC                failed = false;                return interrupted;            }                        // ----------start局部------------            // start局部: 线程t1是在parkAndCheckInterrupt办法中被阻塞的,            // ******************            // 先看上面的parkAndCheckInterrupt办法再回头持续往下看            // ******************            // 在parkAndCheckInterrupt办法中返回了true            // 所以会持续自旋,            // ----------start局部------------            if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&                parkAndCheckInterrupt())                interrupted = true;        }    } finally {        if (failed)            cancelAcquire(node);    }}
  • java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer#parkAndCheckInterrupt办法

    private final boolean parkAndCheckInterrupt() {    // 所以当线程a调用unlock办法时,线程t2    // 会从此处开始继续执行,    LockSupport.park(this);    // 会将以后线程标识为interrupt状态,    // 并且返回true    return Thread.interrupted();}

    通过上述的源码正文,应该对案例2的解锁过程也理解了。其实也蛮简略,就是上一个线程unlock,于是unpark head节点的后一个节点对应的线程。当然,这也只是针对于案例2的简略,外面还有很多细节没有提及到,因为是针对案例而言的嘛,咱们得以案例为核心进行总结。

三、总结

  • 还是那句话,解锁过程也是基于两个简略的案例来总结的,其实ReentrantLock还有很多其余的情景,然而咱们把最根本的加锁、解锁过程的流程给弄清楚后,后续的各种情景咱们照单全收!丝毫不慌
  • ReentrantLock加锁流程波及到每个办法的具体步骤可查看在github中的总结:传送门
  • I am a slow walker, but I never walk backwards.