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  • Java多线程系列--“JUC锁”04之 公平锁(二)

    概要

    前面一章,我们学习了“公平锁”获取锁的详细流程;这里,我们再来看看“公平锁”释放锁的过程。内容包括:
    参考代码
    释放公平锁(基于JDK1.7.0_40)

    “公平锁”的获取过程请参考“Java多线程系列--“JUC锁”03之 公平锁(一)”,锁的使用示例请参考“Java多线程系列--“JUC锁”02之 互斥锁ReentrantLock”。

    注意
    (01) 这里是以“公平锁”来进行说明。
    (02) 关于本章的术语,如“AQS”,“CAS函数”,“CLH队列”,“公平锁”,“非公平锁”,“独占锁”,“共享锁”等内容,请参考Java多线程系列--“JUC锁”03之 公平锁(一)基本概念

    转载请注明出处:http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3496609.html 

    参考代码

    下面给出Java1.7.0_40版本中,ReentrantLock和AQS的源码,仅供参考!

    ReentranLock.java

    View Code


    AQS(AbstractQueuedSynchronizer.java)

    View Code

    释放公平锁(基于JDK1.7.0_40)

    1. unlock()

    unlock()在ReentrantLock.java中实现的,源码如下:

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

    说明
    unlock()是解锁函数,它是通过AQS的release()函数来实现的。
    在这里,“1”的含义和“获取锁的函数acquire(1)的含义”一样,它是设置“释放锁的状态”的参数。由于“公平锁”是可重入的,所以对于同一个线程,每释放锁一次,锁的状态-1。

    关于AQS, ReentrantLock 和 sync的关系如下:

    复制代码
    public class ReentrantLock implements Lock, java.io.Serializable {
    
        private final Sync sync;
    
        abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
            ...
        }
    
        ...
    }
    复制代码

    从中,我们发现:sync是ReentrantLock.java中的成员对象,而Sync是AQS的子类。

    2. release()

    release()在AQS中实现的,源码如下:

    复制代码
    public final boolean release(int arg) {
        if (tryRelease(arg)) {
            Node h = head;
            if (h != null && h.waitStatus != 0)
                unparkSuccessor(h);
            return true;
        }
        return false;
    }
    复制代码

    说明
    release()会先调用tryRelease()来尝试释放当前线程锁持有的锁。成功的话,则唤醒后继等待线程,并返回true。否则,直接返回false。

    3. tryRelease()

    tryRelease()在ReentrantLock.java的Sync类中实现,源码如下:

    复制代码
    protected final boolean tryRelease(int releases) {
        // c是本次释放锁之后的状态
        int c = getState() - releases;
        // 如果“当前线程”不是“锁的持有者”,则抛出异常!
        if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())
            throw new IllegalMonitorStateException();
    
        boolean free = false;
        // 如果“锁”已经被当前线程彻底释放,则设置“锁”的持有者为null,即锁是可获取状态。
        if (c == 0) {
            free = true;
            setExclusiveOwnerThread(null);
        }
        // 设置当前线程的锁的状态。
        setState(c);
        return free;
    }
    复制代码

    说明
    tryRelease()的作用是尝试释放锁。
    (01) 如果“当前线程”不是“锁的持有者”,则抛出异常。
    (02) 如果“当前线程”在本次释放锁操作之后,对锁的拥有状态是0(即,当前线程彻底释放该“锁”),则设置“锁”的持有者为null,即锁是可获取状态。同时,更新当前线程的锁的状态为0。
    getState(), setState()在前一章已经介绍过,这里不再说明。
    getExclusiveOwnerThread(), setExclusiveOwnerThread()在AQS的父类AbstractOwnableSynchronizer.java中定义,源码如下:

    复制代码
    public abstract class AbstractOwnableSynchronizer
        implements java.io.Serializable {
    
        // “锁”的持有线程
        private transient Thread exclusiveOwnerThread;
    
        // 设置“锁的持有线程”为t
        protected final void setExclusiveOwnerThread(Thread t) {
            exclusiveOwnerThread = t;
        }
    
        // 获取“锁的持有线程”
        protected final Thread getExclusiveOwnerThread() {
            return exclusiveOwnerThread;
        }
       
        ...
    }
    复制代码

    4. unparkSuccessor()

    在release()中“当前线程”释放锁成功的话,会唤醒当前线程的后继线程。
    根据CLH队列的FIFO规则,“当前线程”(即已经获取锁的线程)肯定是head;如果CLH队列非空的话,则唤醒锁的下一个等待线程。
    下面看看unparkSuccessor()的源码,它在AQS中实现。

    复制代码
    private void unparkSuccessor(Node node) {
        // 获取当前线程的状态
        int ws = node.waitStatus;
        // 如果状态<0,则设置状态=0
        if (ws < 0)
            compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0);
    
        //获取当前节点的“有效的后继节点”,无效的话,则通过for循环进行获取。
        // 这里的有效,是指“后继节点对应的线程状态<=0”
        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;
        }
        // 唤醒“后继节点对应的线程”
        if (s != null)
            LockSupport.unpark(s.thread);
    }
    复制代码

    说明
    unparkSuccessor()的作用是“唤醒当前线程的后继线程”。后继线程被唤醒之后,就可以获取该锁并恢复运行了。
    关于node.waitStatus的说明,请参考“上一章关于Node类的介绍”。

    总结

    “释放锁”的过程相对“获取锁”的过程比较简单。释放锁时,主要进行的操作,是更新当前线程对应的锁的状态。如果当前线程对锁已经彻底释放,则设置“锁”的持有线程为null,设置当前线程的状态为空,然后唤醒后继线程。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/wzyxidian/p/5302559.html
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