JUC锁框架源码阅读-Semaphore

介绍

使用demo可以参考《Semaphore信号量》

作用:限制并发资源的并发访问数量

获取许可

main

  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //<c1>只允许10个并发同时处理
        Semaphore samephore=new Semaphore(10);
        //<1>获取许可
        samephore.acquire();
    }

1.初始化调用父类的setState设置了父类支持的并发数量

2.调用AQS获取共享锁的方法

3.子类获取实现加锁逻辑是先判断CLH队列里面有没有等待线程，如果有则发挥获取失败交给父类处理。放入CLH队列

4.如果没有则自旋不断CAS(调用此方法compareAndSetState)尝试获取锁

5.如果state-1 小于0则直接返回失败 交给AQS放入CLH队列

<1>初始化

 public Semaphore(int permits) {
        //<c2>初始化内部类NonfairSync传入数量 注:这里拿非公平的做例子。其实他也是支持公平的 详情看其他构造函数
        sync = new Semaphore.NonfairSync(permits);
    }

<2>NonfairSync

  //调用 Semaphore.Syn 继承父类的构造函数进行初始化
        NonfairSync(int permits) {
            //<c3>
            super(permits);
        }

<3>Sync

  //本质还是设置默认的state的值
        Sync(int permits) {
            setState(permits);
        }

<1>acquire

public void acquire() throws InterruptedException {
        //<2>sync为内部类的对象 调用继承AQS的acquireSharedInterruptibly方法
        sync.acquireSharedInterruptibly(1);
    }

<2>acquireSharedInterruptibly

可以参考《AQS源码阅读》

  public final void acquireSharedInterruptibly(int arg)
            throws InterruptedException {
        //判断是否线程中断
        if (Thread.interrupted())
            throw new InterruptedException();
        //<4>调用子类的具体是实现的加锁方法
        if (tryAcquireShared(arg) < 0)
            doAcquireSharedInterruptibly(arg);
    }

<3>doAcquireSharedInterruptibly

   /**
     * Acquires in shared interruptible mode.
     * @param arg the acquire argument
     */
    private void doAcquireSharedInterruptibly(int arg)
            throws InterruptedException {
        //创建共享节点 并插入队列
        final AbstractQueuedSynchronizer.Node node = addWaiter(AbstractQueuedSynchronizer.Node.SHARED);
        boolean failed = true;
        try {
            //自旋
            for (;;) {
                //获得节点的上一个节点
                final AbstractQueuedSynchronizer.Node p = node.predecessor();
                //如果他的节点就是节点头 尝试获取锁 因为并发情况节点头可能释放了
                if (p == head) {
                    //<4>子类实现具体加锁方法
                    int r = tryAcquireShared(arg);
                    if (r >= 0) {
                        //重新设节点头 并尝试唤醒其他等待节点
                        setHeadAndPropagate(node, r);
                        p.next = null; // help GC
                        failed = false;
                        return;
                    }
                }
                //如果前一个节点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())

                    throw new InterruptedException();
            }
        } finally {
            if (failed)
                // 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
                cancelAcquire(node);
        }
    }

<4>tryAcquireShared

 protected int tryAcquireShared(int acquires) {
        //自旋
        for (;;) {
            //<29>判断队列是否需要排队 如果需要排队 直接返回false
            if (hasQueuedPredecessors())
                return -1;
            int available = getState();
            int remaining = available - acquires;
            //如果没有超过限制数量则自旋尝试获取
            if (remaining < 0 ||
                    compareAndSetState(available, remaining))
                return remaining;
        }
    }

释放许可

main

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //只允许10个并发同时处理
        Semaphore samephore=new Semaphore(10);
        //<1>释放许可
        samephore.release();
    }

1.调用AQS释放共享锁方法

2.自身实现具体锁方法是获取state并+1

3.自旋加cas 设置新的state 设置成功返回释放成功，由AQS唤醒CLH等待队列线程

<1>release

public void release() {
        //<2>调用继承父类AQS的releaseShared
        sync.releaseShared(1);
    }

<2>releaseShared

可以参考《AQS源码阅读》

// 释放共享锁
    public final boolean releaseShared(int arg) {
        // <3>模板模式 抽象方法尝试释放共享锁
        if (tryReleaseShared(arg)) {
            //< 唤醒等待共享锁的线程
            doReleaseShared();
            return true;
        }
        return false;
    }

<3>tryReleaseShared

 protected final boolean tryReleaseShared(int releases) {
        //自旋
        for (;;) {
            //获取剩余释放数量 比如我前面设置的10 diao 10 调用release变成
            int current = getState();
            int next = current + releases;
            //判断是否超出可释放数量
            if (next < current) // overflow
                throw new Error("Maximum permit count exceeded");
            //CAS设置新的state
            if (compareAndSetState(current, next))
                return true;
        }
    }