【大厂学院】 - JUC并发编程与源码分析

JUC并发编程

重入：此锁允许reader和writer按照 ReentrantLock 的样式重新获取读取锁或写入锁。在写入线程保持的所有写入锁都已经释放后，才允许重入reader使用读取锁。 writer可以获取读取锁，但reader不能获取写入锁。锁降级：重入还允许从写入锁降级为读取锁，实现方式是：先获取写入锁，然后获取读取锁，最后释放写入锁。但是，从读取锁升级到写入锁是不可能的。锁获取的中断：读取锁和写入锁都支持锁获取期间的中断。 Condition 支持：写入锁提供了一个 Condition 实现，对于写入锁来说，该实现的行为与 ReentrantLock.newCondition() 提供的 Condition 实现对 ReentrantLock 所做的行为相同。当然，此 Condition 只能用于写入锁。读取锁不支持 Condition，readLock().newCondition() 会抛出 UnsupportedOperationException。监测：此类支持一些确定是读取锁还是写入锁的方法。这些方法设计用于监视系统状态，而不是同步控制。实现 AQS 回顾
与源码分析

在之前的文章已经提到，AQS以单个 int 类型的原子变量来表示其状态，定义了4个抽象方法（ tryAcquire(int)、tryRelease(int)、tryAcquireShared(int)、tryReleaseShared(int)，前两个方法用于独占/排他模式，后两个用于共享模式）留给子类实现，用于自定义同步器的行为以实现特定的功能。对于 ReentrantLock，它是可重入的独占锁，内部的 Sync 类实现了 tryAcquire(int)、tryRelease(int) 方法，并用状态的值来表示重入次数，加锁或重入锁时状态加 1，释放锁时状态减 1，状态值等于 0 表示锁空闲。对于 CountDownLatch，它是一个关卡，在条件满足前阻塞所有等待线程，条件满足后允许所有线程通过。内部类 Sync 把状态初始化为大于 0 的某个值，当状态大于 0 时所有wait线程阻塞，每调用一次 countDown 方法就把状态值减 1，减为 0 时允许所有线程通过。利用了AQS的共享模式。现在，要用AQS来实现 ReentrantReadWriteLock。一点思考问题 AQS只有一个状态，那么如何表示多个读锁与单个写锁呢？ ReentrantLock 里，状态值表示重入计数，现在如何在AQS里表示每个读锁、写锁的重入次数呢？如何实现读锁、写锁的公平性呢？一点提示一个状态是没法既表示读锁，又表示写锁的，不够用啊，那就辦成两份用了，客家话说一个饭粒咬成两半吃，状态的高位部分表示读锁，低位表示写锁，由于写锁只有一个，所以写锁的重入计数也解决了，这也会导致写锁可重入的次数减小。由于读锁可以同时有多个，肯定不能再用辦成两份用的方法来处理了，但我们有 ThreadLocal，可以把线程重入读锁的次数作为值存在 ThreadLocal 里。对于公平性的实现，可以通过AQS的等待队列和它的抽象方法来控制，在状态值的另一半里存储当前持有读锁的线程数。如果读线程申请读锁，当前写锁重入次数不为 0 时，则等待，否则可以马上分配；如果是写线程申请写锁，当前状态为 0 则可以马上分配，否则等待。源码分析现在来看看具体的实现源码。辦成两份 AQS 的状态是32位（int 类型）的，辦成两份，读锁用高16位，表示持有读锁的线程数（sharedCount），写锁低16位，表示写锁的重入次数（exclusiveCount）。状态值为 0 表示锁空闲，sharedCount不为 0 表示分配了读锁，exclusiveCount 不为 0 表示分配了写锁，sharedCount和exclusiveCount 肯定不会同时不为 0。