Java并發(fā)之AQS源碼分析（二）

我在Java并發(fā)之AQS源碼分析（一）這篇文章中，從源碼的角度深度剖析了 AQS 獨(dú)占鎖模式下的獲取鎖與釋放鎖的邏輯，如果你把這部分搞明白了，再看共享鎖的實(shí)現(xiàn)原理，思路就會(huì)清晰很多。下面我們繼續(xù)從源碼中窺探共享鎖的實(shí)現(xiàn)原理。

共享鎖

獲取鎖

public final void acquireShared(int arg) {
  // 嘗試獲取共享鎖，小于0表示獲取失敗
  if (tryAcquireShared(arg) < 0)
    // 執(zhí)行獲取鎖失敗的邏輯
    doAcquireShared(arg);
}

這里的 tryAcquireShared 方法是留給實(shí)現(xiàn)方去實(shí)現(xiàn)獲取鎖的具體邏輯的，我們主要看 doAcquireShared 方法的實(shí)現(xiàn)邏輯：

private void doAcquireShared(int arg) {
  // 添加共享鎖類型節(jié)點(diǎn)到隊(duì)列中
  final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
  boolean failed = true;
  try {
    boolean interrupted = false;
    for (;;) {
      final Node p = node.predecessor();
      if (p == head) {
        // 再次嘗試獲取共享鎖
        int r = tryAcquireShared(arg);
        // 如果在這里成功獲取共享鎖，會(huì)進(jìn)入共享鎖喚醒邏輯
        if (r >= 0) {
          // 共享鎖喚醒邏輯
          setHeadAndPropagate(node, r);
          p.next = null; // help GC
          if (interrupted)
            selfInterrupt();
          failed = false;
          return;
        }
      }
      // 與獨(dú)占鎖相同的掛起邏輯
      if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
          parkAndCheckInterrupt())
        interrupted = true;
    }
  } finally {
    if (failed)
      cancelAcquire(node);
  }
}

看到上面的代碼，是不是有一種熟悉的感覺(jué)，同樣是采用了自旋機(jī)制，在線程掛起之前，不斷地循環(huán)嘗試獲取鎖，不同的是，一旦獲取共享鎖，會(huì)調(diào)用 setHeadAndPropagate 方法同時(shí)喚醒后繼節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)共享模式，下面是喚醒后繼節(jié)點(diǎn)代碼邏輯：
private void setHeadAndPropagate(Node node, int propagate) {
// 頭節(jié)點(diǎn)
Node h = head;
// 設(shè)置當(dāng)前節(jié)點(diǎn)為新的頭節(jié)點(diǎn)
// 這里不需要加鎖操作，因?yàn)楂@取共享鎖后，會(huì)從FIFO隊(duì)列中依次喚醒隊(duì)列，并不會(huì)產(chǎn)生并發(fā)安全問(wèn)題
setHead(node);
if (propagate > 0 || h == null || h.waitStatus < 0 ||
(h = head) == null || h.waitStatus < 0) {
// 后繼節(jié)點(diǎn)
Node s = node.next;
// 如果后繼節(jié)點(diǎn)為空或者后繼節(jié)點(diǎn)為共享類型，則進(jìn)行喚醒后繼節(jié)點(diǎn)
// 這里后繼節(jié)點(diǎn)為空意思是只剩下當(dāng)前頭節(jié)點(diǎn)了
if (s == null || s.isShared())
doReleaseShared();
}
}
該方法主要做了兩個(gè)重要的步驟：

將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)設(shè)置為新的頭節(jié)點(diǎn)，這點(diǎn)很重要，這意味著當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的前置節(jié)點(diǎn)（舊頭節(jié)點(diǎn)）已經(jīng)獲取共享鎖了，從隊(duì)列中去除；
調(diào)用 doReleaseShared 方法，它會(huì)調(diào)用 unparkSuccessor 方法喚醒后繼節(jié)點(diǎn)。
釋放鎖

public final boolean releaseShared(int arg) {
// 由用戶自行實(shí)現(xiàn)釋放鎖條件
if (tryReleaseShared(arg)) {
// 執(zhí)行釋放鎖
doReleaseShared();
return true;
}
return false;
}
下面是釋放鎖邏輯：

private void doReleaseShared() {
for (;;) {
// 從頭節(jié)點(diǎn)開(kāi)始執(zhí)行喚醒操作
// 這里需要注意，如果從setHeadAndPropagate方法調(diào)用該方法，那么這里的head是新的頭節(jié)點(diǎn)
Node h = head;
if (h != null && h != tail) {
int ws = h.waitStatus;
//表示后繼節(jié)點(diǎn)需要被喚醒
if (ws == Node.SIGNAL) {
// 初始化節(jié)點(diǎn)狀態(tài)
//這里需要CAS原子操作，因?yàn)閟etHeadAndPropagate和releaseShared這兩個(gè)方法都會(huì)頂用doReleaseShared，避免多次unpark喚醒操作
if (!compareAndSetWaitStatus(h, Node.SIGNAL, 0))
// 如果初始化節(jié)點(diǎn)狀態(tài)失敗，繼續(xù)循環(huán)執(zhí)行
continue; // loop to recheck cases
// 執(zhí)行喚醒操作
unparkSuccessor(h);
}
//如果后繼節(jié)點(diǎn)暫時(shí)不需要喚醒，那么當(dāng)前頭節(jié)點(diǎn)狀態(tài)更新為PROPAGATE，確保后續(xù)可以傳遞給后繼節(jié)點(diǎn)
else if (ws == 0 &&
!compareAndSetWaitStatus(h, 0, Node.PROPAGATE))
continue; // loop on failed CAS
}
// 如果在喚醒的過(guò)程中頭節(jié)點(diǎn)沒(méi)有更改，退出循環(huán)
// 這里防止其它線程又設(shè)置了頭節(jié)點(diǎn)，說(shuō)明其它線程獲取了共享鎖，會(huì)繼續(xù)循環(huán)操作
if (h == head) // loop if head changed
break;
}
}
共享鎖的釋放鎖邏輯比獨(dú)占鎖的釋放鎖邏輯稍微復(fù)雜，原因是共享鎖需要釋放隊(duì)列中所有共享類型的節(jié)點(diǎn)，因此需要循環(huán)操作，由于釋放鎖過(guò)程中會(huì)涉及多個(gè)地方修改節(jié)點(diǎn)狀態(tài)，此時(shí)需要 CAS 原子操作來(lái)并發(fā)安全。

獲取共享鎖流程圖：