天天用lock，不好奇他到底怎么工作的吗 —从ReentrantLock 到AQS
新手学习，若有不对，欢迎大佬 调教???
ReentrantLock
我们经常用的 *ReentrantLock*是干什么的呢 我认为这是一个前台/门面（类似设计模式中的门面模式）根据我们的入参创建一个FairSync OR NonfairSync 。sync 担任锁的lock()和release()。
private final Sync sync;
public ReentrantLock() {
sync = new NonfairSync();
}
public ReentrantLock(boolean fair) {
sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
}
那有人可能就问了啥是公平锁(FairSync)? 啥是非公平锁(NonfairSync)?
就拿商场试吃举例子，前者就是大家都好好排队，后者是新来的看试吃小样还有，直接拿走不参与排队，那显然后面的人就会饥饿 啊。那非公平锁有什么意义呢。想象一下，当商场人满为患了，你去排到试吃的后面都要挤过来，挤过去。显然你在全局上影响了商场的客流动，如果你直接去 偷袭！(马保国音) 显然在商场全局上来说是最优的。
加锁
AQS入队
因为FairSync 和NonfairSync 差的不是很大， 我们就着重讲NonfairSync
那你说那我缺的这块FairSync谁给我补啊，想要就自己来拿( 指自己看源码) 维吉尔音
//java.util.concurrent.locks.ReentrantLock
static final class NonfairSync extends Sync {
private static final long serialVersionUID = 7316153563782823691L;
final void lock() {
if (compareAndSetState(0, 1))
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
else
acquire(1);
}
可见如果CAS成功线程就直接获得锁了，不成功就走了 acquire() 因为Sync extends AbstractQueuedSynchronizer让我们来看看acquire()
// java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer
public final void acquire(int arg) {
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();
}
tryAcquire() 获取锁失败进入AQS等待队列
AQS终于是露出鸡脚了acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
AQS（AbstractQueuedSynchronizer）抽象队列同步器，名字是不是很高大上，我们别管
就是商场老大爷、老大妈排队购物（先进先出的双向链表）。
让我们看看node具有的属性
static final class Node {
// 共有锁？
static final Node SHARED = new Node();
// 独占锁？
static final Node EXCLUSIVE = null;
// 线程被取消
static final int CANCELLED = 1;
// 线程处于激活态
static final int SIGNAL = -1;
// 线程在等待中
static final int CONDITION = -2;
/**
* waitStatus value to indicate the next acquireShared should
* unconditionally propagate
*/
static final int PROPAGATE = -3;
让我们再看看addWaiter()
private Node addWaiter(Node mode) {
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); // 对AQS进行初始化再加入
return node;
}
enq() 对队列进行初始化，添加一个虚拟节点（避免空指针）
private Node enq(final Node node) {
for (;;) {
Node t = tail;
if (t == null) { // Must initialize
if (compareAndSetHead(new Node()))
tail = head;
} else {
node.prev = t;
if (compareAndSetTail(t, node)) {
t.next = node;
return t;
}
}
}
}
AQS出队
让我们回到 acquire()
public final void acquire(int arg) {
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();
}
买菜大妈也挺急的，要排队就会催前面快点，于是拍拍前面的人，说往前催一下。（少数情况）前面的人也很急，看着时间来不及烧菜了，就自暴自弃，直接离开了，空出了位置。
final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
boolean failed = true;
try {
boolean interrupted = false;
for (;;) {
final Node p = node.predecessor();
if (p == head && tryAcquire(arg)) {
setHead(node);
p.next = null; // help GC
failed = false;
return interrupted;
}
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
interrupted = true;
}
// 外部中断，或线程取消等待
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}
后面的人看到前面有空位，就往前走再催前面的人。看到前面的人已经在催前面的人，他就不催了，催玩之后自己就能待机了（干着急也没用）。
为什么会 看到前面的人已经在催前面的人 可能有两个节点被同时加入
private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {
int ws = pred.waitStatus;
if (ws == Node.SIGNAL)// 前面的人已经在问了
return true;
if (ws > 0) { // 取消节点，空出位置，往前挪
do {
node.prev = pred = pred.prev;
} while (pred.waitStatus > 0);
pred.next = node;
} else {
compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);
}
return false;
}
解锁
我们来看看锁的释放队列队列为空则调用unparkSuccessor(h) ，为什么 waitState以等于0做标记，且看下文
public final boolean release(int arg) {
if (tryRelease(arg)) {
Node h = head;
if (h != null && h.waitStatus != 0) // 检查AQS是否初始化，或队列是否为空
unparkSuccessor(h);
return true;
}
return false;
}
waitState等于0可简单看做，已经完成了他作为解锁信号的职责，同时这和 -1是不一样的，
-1 是未知的往前催（不知道前面好没好），0是肯定的说前面有一个空位，并且是head指针自发的，不会传递。
private void unparkSuccessor(Node node) {
int ws = node.waitStatus;
if (ws < 0)
compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0); // 重置 waitStatus为 0
Node s = node.next;
if (s == null || s.waitStatus > 0) {
s = null;
for (Node t = tail; t != null && t != node; t = t.prev) // 如果你观察到了这段的奇怪之处，我也没办法解释，看了文章也看到不是很明白，就不误导人了。相关内容在 java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer#cancelAcquire
if (t.waitStatus <= 0)
s = t;
}
if (s != null)
LockSupport.unpark(s.thread); // 唤醒下一个线程
}
队列被 unpark() 唤醒，队伍可以向前移动了
如果觉得有帮到你
点个赞再走呗baby ???
参考文章：