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java并发编程——九 AbstractQueuedSynchronizer AQS详解

时间:2021-03-08 10:26:35

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java并发编程——九 AbstractQueuedSynchronizer AQS详解

文章目录

AbstractQueuedSynchronizer概述AbstractQueuedSynchronizer的使用AQS实现分析同步队列独占锁的获取与释放独占式超时获取共享式锁的获取与释放AQS(或JDK锁)如何保证可见性?

AbstractQueuedSynchronizer概述

AQS用来实现锁或其他同步组件的基础框架(注意区别synchronized是在字节码上加指令方式,通过底层机器语言保证同步)。

AQS使用int类型的volatile变量维护同步状态(state),使用Node实现FIFO队列来完成线程的排队执行。在锁的实现中通过组合AQS对象的方式使用,利用AQS实现锁的语义。

AQS与锁(如Lock)的对比:

锁是面向使用者的,锁定义了用户调用的接口,隐藏了实现细节;

AQS是锁的实现者,通过用AQS简化了锁的实现屏蔽了同步状态管理,线程的排队,等待唤醒的底层操作。

简而言之,锁是面向使用者,AQS是锁的具体实现者。

接下来我们详细看看AQS如何保证锁的临界区互斥性临界区可见性

AbstractQueuedSynchronizer的使用

AQS的设计基于模版方法,使用者继承这个abstract AQS,并重写其中的方法。AQS提供了如下final方法,与同步状态交互。

getState() 获取当前同步状态

protected final int getState() {return state;}

setState()设置当前同步状态

protected final void setState(int newState) {state = newState;}

compareAndSetState(int expect,int update) 调用unsafe底层C语言,保证原子性的改变同步状态。

Unsafe的操作粒度不是类,而是数据和地址。

protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) {// See below for intrinsics setup to support thisreturn pareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update);}

AQS中可选择重写的方法如下:

tryAcquire:独占式获取同步状态

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

tryRelease:独占式释放同步状态

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

tryAcquireShared :共享式获取同步状态,返回值>=0表示成功,否则失败。

protected int tryAcquireShared(int arg) {throw new UnsupportedOperationException();}

tryReleaseShared:共享式释放同步状态

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

isHeldExclusively: AQS是否被当前线程独占

protected boolean isHeldExclusively() {throw new UnsupportedOperationException();}

AQS提供的其他的模版方法供子类实现者调用,主要分为三类:

1独占式获取/释放同步状态的模版方法 ;

2共享式获取/释放同步状态的模版方法;

3同步队列中等待线程查看

详细分析如下:

独占式获取同步状态:

acquire(int arg) :通常用来实现lock(),独占式获取同步状态,如果获取失败则进入等待队列。

需要实现AQS的tryAcquire(),如果tryAcquire()失败,则当前线程构造为结点进入同步队列等待。这个结点可能会多次阻塞—>重试tryAcquire(),直到成功

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

acquireInterruptibly:与acquire(int arg) 类似,但该方法可相应中断(抛异常)。

public final void acquireInterruptibly(int arg) throws InterruptedException {if (Thread.interrupted())throw new InterruptedException();if (!tryAcquire(arg))doAcquireInterruptibly(arg);}

tryAcquireNanos :在tryAcquire()基础上增加了超时限制,如果超时则会中断等待返回false。

public final boolean tryAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout) throws InterruptedException {if (Thread.interrupted())throw new InterruptedException();return tryAcquire(arg) ||doAcquireNanos(arg, nanosTimeout);}

共享式获取同步状态:

acquireShared(int arg):与 acquire(int arg)的类似,区别在于共享式获取同步状态,同一时刻允许多个线程获取同步状态。

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

acquireSharedInterruptibly:在acquireShared基础上加入了相应中断实现

public final void acquireSharedInterruptibly(int arg) throws InterruptedException {if (Thread.interrupted())throw new InterruptedException();if (tryAcquireShared(arg) < 0)doAcquireSharedInterruptibly(arg);}

tryAcquireSharedNanos:在acquireShared基础上增加超时限制;

public final boolean tryAcquireSharedNanos(int arg, long nanosTimeout) throws InterruptedException {if (Thread.interrupted())throw new InterruptedException();return tryAcquireShared(arg) >= 0 ||doAcquireSharedNanos(arg, nanosTimeout);}

独占式释放同步状态的模版方法:

release(int arg):独占式释放同步状态

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

共享式释放同步状态的模版方法:

acquireShared: 共享式释放同步状态

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

同步队列中等待线程查看

getQueuedThreads: Returns a collection containing threads that may be waiting to acquire.返回队列中等待的线程集合。

public final Collection<Thread> getQueuedThreads() {ArrayList<Thread> list = new ArrayList<Thread>();for (Node p = tail; p != null; p = p.prev) {Thread t = p.thread;if (t != null)list.add(t);}return list;}

AQS使用实例一:

package com.zs.juc.lock.aqs;import java.util.concurrent.TimeUnit;import java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer;import java.util.concurrent.locks.Condition;import java.util.concurrent.locks.Lock;/*** @author zs 排它锁*/public class MutexLock implements Lock {// 通常使用静态内部类,实现自定义同步器private static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {/*** */private static final long serialVersionUID = 1L;/*** 当前线程是否独占这个锁*/protected boolean isHeldExclusively() {return getExclusiveOwnerThread() == Thread.currentThread();}/*** 获取锁 0:unlocked; 1:locked*/protected boolean tryAcquire(int arg) {if (compareAndSetState(0, 1)) {setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());return true;}return false;}/*** 释放锁*/protected boolean tryRelease(int arg) {if (getState() == 0) {throw new IllegalMonitorStateException("锁未被当前线程占用");}setExclusiveOwnerThread(null);// 置为null表示锁未被任何线程占用setState(0);return true;}/*** 返回一个Condition,类似Lock实现中的Condition:await()&& signal()&&signalAll()* * @return*/protected Condition newCondition() {return new ConditionObject();}}// Sync 其实就是个AQS(继承关系),这个Sync对象为使用者屏蔽了锁的实现,// 使用者只需要通过组合使用这个sync来实现锁的使用;private final Sync sync = new Sync();@Overridepublic void lock() {sync.acquire(1);// AQS独占式获取锁的模版方法}@Overridepublic void lockInterruptibly() throws InterruptedException {sync.acquireInterruptibly(1);// AQS独占式可响应中断 获取锁的模版方法}@Overridepublic boolean tryLock() {return sync.tryAcquire(1);}@Overridepublic boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException {return sync.tryAcquireNanos(1, unit.toNanos(time));}@Overridepublic void unlock() {sync.release(0);}@Overridepublic Condition newCondition() {return sync.newCondition();}/*** 当前线程是否独占锁*/public boolean isLocked() {return sync.isHeldExclusively();}/*** FIFO队列中是否有等待获取锁的 线程*/public boolean hasQueuedThreads() {return sync.hasQueuedThreads();}public static void main(String[] args) {final MutexLock mutexLock = new MutexLock();// ---------------------------------Task one:new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {while (!Thread.interrupted()) {mutexLock.lock();try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " acquired successfully!");TimeUnit.SECONDS.sleep(2);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " done!");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {mutexLock.unlock();}break;}}}, "Task one").start();// --------------------------------- Task two:new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {while (!Thread.interrupted()) {mutexLock.lock();try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " acquired successfully!");TimeUnit.SECONDS.sleep(30);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " done!");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {mutexLock.unlock();}break;}}}, "Task two").start();// --------------------------------- Task three:new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {while (!Thread.interrupted()) {mutexLock.lock();try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " acquired successfully!");TimeUnit.SECONDS.sleep(30);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " done!");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {mutexLock.unlock();}break;}}}, "Task three").start();}}

AQS实现分析

同步队列

AQS依赖内部的同步队列(FIFO双向队列)来完成同步,当前线程获取同步状态失败时,同步器会将当前线程的引用以及等待信息构造成一个Node节点对象,并加入同步队列中,同时阻塞这个线程。当同步状态释放,会把首节点的线程唤醒,使其再次获取同步状态。

//java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.Node.................../*** 结点是构成同步队列(等待队列也是)的基础, * 没有成功获取同步状态的结点将被加入到队列的尾部,从队列中唤醒是从头部获取结点。* (compareAndSetTail(...)保证加入尾部的原子性操作) */static final class Node {/** waitStatus value to indicate thread has cancelled */static final int CANCELLED = 1;/** waitStatus value to indicate successor's thread needs unparking */static final int SIGNAL = -1;/** waitStatus value to indicate thread is waiting on condition */static final int CONDITION = -2;/*** waitStatus value to indicate the next acquireShared should* unconditionally propagate*/static final int PROPAGATE = -3; /** Marker to indicate a node is waiting in shared mode */static final Node SHARED = new Node();/** Marker to indicate a node is waiting in exclusive mode */static final Node EXCLUSIVE = null;/***注意:*分为两种类型的结点:共享模式结点 与 排他模式结点。*对于任何类型的结点,初始状态waitStatus均为0等待状态:*-SIGNAL(-1):*后继结点处于等待状态,*如果当前线程释放的同步状态或者被中断,*将会通知后继结点,使后继结点线程运行* *-CANCELLED(1):*同步队列中等待的线程等待超时或者被中断,需要从同步队列中取消等待**-CONDITION(-2):*结点在等待队列中,结点线程等待在这个Condition上,*当其他线程对这个Condition对象调用signal()\signalAll(),*则这个结点将进入等待队列中移入同步队列中,准备重试获取同步状态;**-PROPAGATE(-3)**-INITIAL(0):*初始状态***;PROPAGATE;*/volatile int waitStatus;/*** 前驱结点 */volatile Node prev;/*** 后继结点*/volatile Node next;/*** 获取同步状态的线程*/volatile Thread thread;/*** 等待队列中的后继结点。*/Node nextWaiter;...................

AQS同步队列结构

队尾增加等待结点

释放锁并唤醒后继结点,后继结点被设置为头结点,原有头结点被移除

独占锁的获取与释放

public final void acquire(int arg) {/** Step:* * 1.尝试获取锁.tryAcquire(arg)* * 2. addWaiter(Node.EXCLUSIVE)* 尝试获取锁失败,则把当前线程构造为Node对象并且排他模式放入sync同步队列中.* 同步队列的好处是:a.同步等待线程,实现公平锁(FIFO)。b.线程通信减小到最低,每个线程的等待唤醒由各自前驱结点完成。* * 3 acquireQueued* */if (!tryAcquire(arg) && acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))selfInterrupt();// 线程中断标志置为true,只是顺带一个标志位的维护}

详细说来:

1.

tryAcquire尝试获取同步状态,这个方法必须被子类实现。如果成功,直接返回。否则:

//需要由子类实现:原子性、排他的访问stateprotected boolean tryAcquire(int arg) {throw new UnsupportedOperationException();}

2.

将当期线程构造为一个排他模式(等待排他锁)的结点,并且插入同步队列的队尾,如果插入失败(compareAndSetTail(…)失败),自旋直到成功。

private Node addWaiter(Node mode) {// 此处增加了mode这个参数Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);// Try the fast path of enq; backup to full enq on failure// 快速增加结点;如果增加操作失败,使用enq自旋方法Node pred = tail;if (pred != null) {// 如果null==pred,表示同步队列未初始化node.prev = pred;if (compareAndSetTail(pred, node)) {// 在尾部增加node结点pred.next = node;// node结点连接之前的尾结点return node;// 返回新的尾结点}}enq(node);// 自旋, sync队列未初始化或者在队列尾部添加结点失败时执行,把node结点放入尾部.return node;}private Node enq(final Node node) {for (;;) {Node t = tail;if (t == null) { // Must initializeif (compareAndSetHead(new Node()))tail = head;} else {node.prev = t;if (compareAndSetTail(t, node)) {t.next = node;return t;}}}}

3.

进入forloop,如果前驱结点已经为头结点了(说明排队快到自己了,就等前驱结点释放了),那么再次尝试tryAcquire(…):

如果获取锁成功,将当前结点设置为头结点,并移除原头结点,成功返回。

如果获取锁失败,判断是否可以阻塞(后文述),可以阻塞那么调用park方法阻塞,否则重新forloop头部开始一遍上述过程。

final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {boolean failed = true;try {boolean interrupted = false;for (;;) {// 自旋以尝试获取锁,直到发现node的前驱是头结点并且node获取状态成功,则释放头结点final Node p = node.predecessor();// 获取当前结点(sync的尾结点)的前驱结点if (p == head && tryAcquire(arg)) {// 如果这个前驱结点是头结点,则再次尝试获取锁.只有头结点可以获取锁setHead(node);// 获取锁成功,则当前结点设为头结点。头结点所对应的含义是当前占有锁且正在运行。p.next = null; // help GC。与上一步操作共同完成上一个头结点的释放failed = false;return interrupted;// 自旋结束,原有头结点被删除,当前结点为头结点并且获取到锁}if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) && parkAndCheckInterrupt())// parkAndCheckInterrupt:// 进入waiting状态,停止线程调度器对当前节点线程的调度。interrupted = true;// 开始进入了阻塞}} finally {if (failed)cancelAcquire(node);// 把node从sync队列删除}}

4.

shouldParkAfterFailedAcquire:

true 允许立刻阻塞:

当前结点的前驱结点为signal状态,那么可以阻塞(因为前驱结点signal状态会及时唤,醒自己)

false 不允许立刻阻塞,会重新执行这个forloop。(根据当前结点的前驱结点状态,分两种情况):

ws>0(只有CANCELLED状态),说明前驱结点无效需要跳过,使用do-while 从同步队列中移除这个cancelled的前驱结点,依次向前遍历,直到找到一个非canncelled的结点后,重新设为自己的前驱结点。

ws<=0只能是 0(默认初始态)或者是PROPAGATE态。在这种情况下要阻塞当前结点,需要先把当前结点的状态设置为SIGNAL(那么下一次进入这个方法肯定会返回true)。

private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {int ws = pred.waitStatus;if (ws == Node.SIGNAL)/** This node has already set status asking a release* to signal it, so it can safely park.*/return true;if (ws > 0) {/** Predecessor was cancelled. Skip over predecessors and* indicate retry.*/do {node.prev = pred = pred.prev;} while (pred.waitStatus > 0);pred.next = node;} else {/** waitStatus must be 0 or PROPAGATE. Indicate that we* need a signal, but don't park yet. Caller will need to* retry to make sure it cannot acquire before parking.*/compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);}return false;}

5.

如果 shouldParkAfterFailedAcquire返回了true,那么会执行parkAndCheckInterrupt()。调用park(this)立刻阻塞当前线程,直到自己的前驱结点释放锁把自己唤醒(release方法中)。

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

public final boolean release(int arg) {if (tryRelease(arg)) {//CAS获取锁-修改stateNode h = head;//头结点不为空(说明队列初始化了)&&头结点状态不为0(说明有后继结点需要唤醒)if (h != null && h.waitStatus != 0)unparkSuccessor(h);//唤醒后继结点return true;}return false;}

总结:

1.tryAcquire尝试获取状态(锁),需要保证原子性、互斥性,因为多个线程可能同时获取,使用JNI的CAS。

2.如果获取失败,addWaiter()构造Node结点并放入同步队列尾部:

第一次直接把新构造的结点放入尾部(compareAndSetTail),如果失败进入enq方法,一直自旋放入队尾,直到成功为止.

3.结点放入尾部后,acquireQueued中判断当前结点的前驱结点是否为头结点&&当前结点CAS获取锁成功,两个条件满足则删除头结点,当前结点获取锁并置为头结点。

如果失败,对当前前节点的前驱节点的状态进行判断:

如果是signal状态(确保park后能够被前驱结点唤醒)是则尝试park操作;

如果是cancelled状态则跳过这个结点,向前找直到找到一个不是cancelled状态的结点,设置为当前节点的前驱节点,然后再次获取锁;

如果是 0或者是PROPAGATE状态,则CAS替换这个前驱结点状态为signal,然后再次尝试获取锁。

可以看出这个forloop最多可以执行三次(前驱结点是Cancelled状态,并且替换后的前驱结点状态是propagate或者0)

4.如果自旋获取锁失败,并且满足park条件, LockSupport.park(this)进入waiting状态,直到它的前驱结点被取消或者释放锁时才被唤醒(对应release中的unpark方法)

独占式超时获取

两个synchronized不具备的特点:

1.可设置超时

2.响应中断。

与独占式锁非常类似,下边贴出核心代码:

/*** Acquires in exclusive timed mode.** @param arg the acquire argument* @param nanosTimeout max wait time* @return {@code true} if acquired*/private boolean doAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout) throws InterruptedException {if (nanosTimeout <= 0L)return false;final long deadline = System.nanoTime() + nanosTimeout;// 超时时刻对应的时间戳final Node node = addWaiter(Node.EXCLUSIVE);boolean failed = true;try {for (;;) {final Node p = node.predecessor();if (p == head && tryAcquire(arg)) {setHead(node);p.next = null; // help GCfailed = false;return true;}// 在自旋获取锁中,检查超时,一旦超时立刻返回falsenanosTimeout = deadline - System.nanoTime();if (nanosTimeout <= 0L)return false;if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) && nanosTimeout > spinForTimeoutThreshold)//距离超时时间大于1000纳秒时,park效率更高;否则不去park,继续自旋LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout);if (Thread.interrupted())//响应中断throw new InterruptedException();}} finally {if (failed)cancelAcquire(node);}}

共享式锁的获取与释放

共享式锁的获取:

代码与上述独占式获取锁比较类型,以下详细分析不同之处。

//与独占式类似public final void acquireShared(int arg) {if (tryAcquireShared(arg) < 0)doAcquireShared(arg);}

共享式获取锁的逻辑与独占式获取逻辑的区别主要体现在如下setHeadAndPropagate(node, r)方法中:

private void doAcquireShared(int arg) {// 1.将当前线程构建为一个共享模式结点,并尝试插入队列尾部,直到成功返回final Node node = addWaiter(Node.SHARED);boolean failed = true;try {boolean interrupted = false;for (;;) {final Node p = node.predecessor();if (p == head) {// 2.当这个结点的前驱结点为头结点(头结点肯定是获取锁的结点)。int r = tryAcquireShared(arg);// 再次尝试获取锁if (r >= 0) {// 表示获取锁成功//关键点:这个setHeadAndPropagate(..)执行后,所有的共享式结点均被依次唤醒依次更新为头结点(唤醒所有共享模式结点,为了方便tryAcquireShared中的多锁获取。后继共享结点会在acquireShared.tryAcquireShared成功获取锁//实现者(如writereadLock)一般会在tryAcquireShared()中实现多个线程获取锁)setHeadAndPropagate(node, r);p.next = null; // help GCif (interrupted)selfInterrupt();failed = false;return;}}if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) && parkAndCheckInterrupt())interrupted = true;}} finally {if (failed)cancelAcquire(node);}}

private void setHeadAndPropagate(Node node, int propagate) {Node h = head; // Record old head for check belowsetHead(node);//任一为true即可:// propagate>0表示后继结点可能共享式获取锁// 原有头结点不存在,可能已被gc// 原有头结点的状态不为cancelled// 当前结点(也就是当前头结点)不存在// 当前结点(也就是当前头结点)的状态不为cancelledif (propagate > 0 || h == null || h.waitStatus < 0 || (h = head) == null || h.waitStatus < 0) {Node s = node.next;if (s == null || s.isShared())//要么当前结点没有后继者,要么当前结点后继者为共享模式结点doReleaseShared();}}

private void doReleaseShared() {for (;;) {Node h = head;if (h != null && h != tail) {int ws = h.waitStatus;//参考shouldParkAfterFailedAcquire,Node.SIGNAL代表当前结点的后继结点阻塞if (ws == Node.SIGNAL) {//head结点置为0状态if (!compareAndSetWaitStatus(h, Node.SIGNAL, 0))continue;//唤醒后继者unparkSuccessor(h);} //如果头结点位初始默认状态,那么尝试CAS修改为propagate状态。//失敗重新执行一遍forloop代码。注意Node.PROPAGATE,只在这个地方被使用//如果状态为0代表没有后继结点阻塞的情况,也就是没有后继结点else if (ws == 0 && !compareAndSetWaitStatus(h, 0, Node.PROPAGATE))continue; }if (h == head) // loop if head changedbreak;}}

共享式释放锁:

上文已经分析,不赘述

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

总结:可以看到共享锁的获取中,如果原头结点非共享模式,而当前结点是共享模式,会进入doAcquireShared方法。

非常类似独占式获取锁的部分,不赘述。只分析不同之处:

如果前驱结点是头结点,那么再次尝试获取锁,如果获取锁(当然是共享锁)成功,那么会有一个特殊的动作:setHeadAndPropagate(node, r)

关键点:

在这个setHeadAndPropagate(node, r)中:

将会唤醒该结点的所有共享模式的后继结点,那么可以预料到共享模式的后继结点会尝试获取锁成功(tryAcquireShared),依次将自己置为头结点,然后唤醒自己的后继者,新的后继者又会获取锁成功,将自己置为头结点,唤醒自己的后继者…直到所有的共享结点全部唤醒,并且获取了锁。如果最后边的共享结点的后继者为一个排他模式的结点,那么也会被唤醒,再次尝试排他获取。

AQS(或JDK锁)如何保证可见性?

JDK锁是通过AQS去实现的,锁的语义必须要保证临界区数据的可见性。之前我们已经说了volatile、synchronized如何保证可见性。

那么JDK锁的可见性怎么保证的呢?它也是来自AQS,以ReentrantLock为例具体来看:

lock:if (!tryAcquire(arg) &&acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))selfInterrupt();unlock:if (tryRelease(arg)) {Node h = head;if (h != null && h.waitStatus != 0)unparkSuccessor(h);return true;}return false;

那么接着看看tryAcquire与tryRelease怎么做的?提前说下这里是重点:

tryAcquirefinal Thread current = Thread.currentThread();int c = getState();//state读操作if (c == 0) {if (!hasQueuedPredecessors() &&compareAndSetState(0, acquires)) {//state CAS写操作setExclusiveOwnerThread(current);return true;}}else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {int nextc = c + acquires;if (nextc < 0)throw new Error("Maximum lock count exceeded");setState(nextc);//state 写操作return true;}return false;tryReleaseint c = getState() - releases;if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())throw new IllegalMonitorStateException();boolean free = false;if (c == 0) {free = true;setExclusiveOwnerThread(null);}setState(c);//state 写操作return free;

我们简化下来,去掉跟这个论点关系不大的代码:

lock:state 读操作; // step1 state 写操作;// step2 ....---------锁已经被获取,开始执行临界区代码-------------{临界区 业务代码。。。// step3 }---------临界区代码执行完,准备释放锁-------------unlock: state 写操作// step4 ... ----------------释放锁---------------------

根据两条happens-before JMM中抽象出的happens-before规则 :

A happens before B,B happens before C——>A happens before C

锁的释放 happen-before 锁的获取

对一个volatile 变量的写 happens before 这个变量的读(也就是说写线程写了后立马可以被读线程看到,立马可见)

现在我们举个具体例子,比如线程A释放锁后,线程B对线程A执行的临界区代码是否可见?

因为上述三条规则保证了如下可见性顺序(在前的一定对在后的可见)

(ThreadA 释放了锁后,假设ThreadB即将获取锁)

ThreadA.step1\ThreadA.step2——>ThreadA.step3——>ThreadA.step4

——>ThreadB.step1\ThreadB.step2——>ThreadB.step3——>ThreadB.step4.

有此,我们可以看到ThreadA.step3对ThreadB.step3可见!!

java并发编程——java内存模型/happens-before

关于AQS的其他方法,在它具体的实现组件(如Condition、ReadWriteLock等)中讲解。可参考我的其他文章。

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