【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。