从线程等待唤醒的演变走到AQS(下) 模拟业务图解+逐行代码讲解详细到爆！！！

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2022-10-31 04:18 35阅读 0赞

[从线程等待唤醒的演变走到AQS(上)][AQS]

开始AQS的内容 不要觉得困难就放弃

就像我没写这个博客前 我也是不明白的 但最终还是完成了代码讲解

# 模拟业务 #

模拟银行办理业务的场景

代码如下

public class AqsTest { 
        static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    
        public static void main(String[] args) { 
            new Thread(() -> { 
                lock.lock();
                try { 
                    System.out.println("a办理业务～～～");
                    try { 
                        TimeUnit.SECONDS.sleep(20);
                    } catch (InterruptedException e) { 
                        e.printStackTrace();
                    }
                } finally { 
                    lock.unlock();
                }
            },"A").start();
    
            new Thread(() -> { 
                lock.lock();
                try { 
                    System.out.println("b办理业务～～～");
                } finally { 
                    lock.unlock();
                }
            },"B").start();
            new Thread(() -> { 
                lock.lock();
                try { 
                    System.out.println("c办理业务～～～");
                } finally { 
                    lock.unlock();
                }
            },"C").start();
        }
    }

其实就是A线程办理业务 其他线程等待的一个过程

首先是走到这段代码  
![在这里插入图片描述][20210221150620383.png]  
调用的其实是静态内部类sync的抽象方法 有两个实现  
![在这里插入图片描述][20210221150708936.png]  
![在这里插入图片描述][20210221150729786.png]  
分别是公平锁和非公平锁的实现 默认就是非公平锁 这次也是以他为例  
![在这里插入图片描述][20210221150801364.png]  
![在这里插入图片描述][20210221150822653.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]

# 初始状态 #

如图 这就是初始状态  
![在这里插入图片描述][20210221151946825.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]

# 加锁 #

当A线程先进入该窗口  
![在这里插入图片描述][20210221152103822.png]  
`compareAndSetState`方法其实就是cas比较算法 上面返回true

简单来将 就是当前值与内存值做比较 如果相同 则修改成功 否则再次尝试

`setExclusiveOwnerThread` 将当前线程设置为独占线程的所有者 可以理解为 `将当前窗口抢占了`

![在这里插入图片描述][20210221152447149.png]![在这里插入图片描述][20210221152430620.png]  
现在是A办理业务的状态图  
![在这里插入图片描述][20210221152701551.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
剩下B C两个线程 他们往下执行 各自执行lock.lock()方法 但c但速度要快一些(随机的)  
![在这里插入图片描述][20210221152848196.png]  
进入这一个方法  
![在这里插入图片描述][20210221152913805.png]  
可以看到 直接抛出了异常 这是模板设计模式的应用 强迫你去实现对应的抽象方法 否则**报错**  
![在这里插入图片描述][202102211529356.png]  
也是有公平和非公平两种实现方式的 还是看非公平的实现  
![在这里插入图片描述][20210221153108167.png]  
再次进入 注意 传入的参数为1  
![在这里插入图片描述][20210221153339210.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
可以看到 有一个getState()方法 进入  
![在这里插入图片描述][20210221153422540.png]  
返回的就是state变量 即我们之前所说的亮红灯的值为1  
![在这里插入图片描述][20210221153553762.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
可以看到 直接返回false 回到之前的 !false=true 即`!tryAcquire(arg)=true` 走下一步  
![在这里插入图片描述][20210221153719615.png]  
其中`Node.EXCLUSIVE` 为null 官方的解释就是 以独占模式等待的标记  
![在这里插入图片描述][20210221173348352.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
再看方法 `enq()`

注意他是一个循环 第一次循环 插入新的空节点  
![在这里插入图片描述][20210221173657314.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
再此之前 我们先看下node节点的属性 都没有被初始化 默认就为0

主要是保存线程和线程的一些状态信息

static final class Node { 
            //共享模式
            static final Node SHARED = new Node();
    		//独占模式
            static final Node EXCLUSIVE = null;
    		//线程被取消
            static final int CANCELLED =  1;
    		
            static final int SIGNAL    = -1;
    
            static final int CONDITION = -2;
       
            static final int PROPAGATE = -3;
    		//标志节点但等待状态
            volatile int waitStatus;
    		//前指针
            volatile Node prev;
    		//后指针
            volatile Node next;
    		//节点内保存的线程 
            volatile Thread thread;
      }

![在这里插入图片描述][20210606114116667.png]

如图  
![在这里插入图片描述][20210223151717695.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]

第二次循环 再次进入  
![在这里插入图片描述][20210221192117512.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
如下图  
![在这里插入图片描述][20210221192143851.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]

C线程入队完毕 处于等待状态 之后轮到B线程入队 前面的步骤与C类似  
直到这一步

![在这里插入图片描述][20210221192815290.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
这时候的状态就像这样  
![在这里插入图片描述][20210221193419899.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
这时候回到之前的方法  
![在这里插入图片描述][20210221194249798.png]  
![在这里插入图片描述][202102211946095.png]  
![在这里插入图片描述][20210221194731483.png]  
哨兵为头节点 再次进入tryAcquire方法  
![在这里插入图片描述][20210221194756946.png]  
![在这里插入图片描述][20210221194924680.png_xtype_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
往下走 到这个方法  
![在这里插入图片描述][20210221194953685.png]  
![在这里插入图片描述][20210221195304502.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
回过头来  
![在这里插入图片描述][20210221195527534.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
这时候唯一的改变就是哨兵节点  
![在这里插入图片描述][20210221195630149.png]  
但是不要忘了 这是个循环操作  
![在这里插入图片描述][20210221195842531.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
![在这里插入图片描述][20210221200906407.png]  
![在这里插入图片描述][20210221201021404.png]  
![在这里插入图片描述][20210221201530482.png]  
接下来节点B也是同理 同样在`LockSupport.park(this)`被阻塞

这时候两个顾客只能眼巴巴的看着A办完业务 才能够去窗口处 当然 你要是不耐烦了 我们也不拦着。

# 解锁 #

A终于办完业务执行 unlock方法  
![在这里插入图片描述][20210223152404687.png]  
![在这里插入图片描述][20210223152453243.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
tryRelease 还是抛出异常 找到ReentrankLock的实现方法

![在这里插入图片描述][20210223152824894.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
此时我们可以看一下状态图

之前笔误 写成了排队窗口 写在改回来  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]

![在这里插入图片描述][20210223153138137.png]

![在这里插入图片描述][20210223152953764.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
进入`unparkSuccessor(h)`方法  
![在这里插入图片描述][20210223153535977.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
此时就要回到被阻塞的线程C那里了  
![在这里插入图片描述][20210223154307246.png]  
再返回 看红字部分  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
![在这里插入图片描述][2021022315495355.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
![在这里插入图片描述][2021022315520451.png]  
还没完 C节点还要出队列  
![在这里插入图片描述][20210223155700367.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
![在这里插入图片描述][20210223155849942.png]  
其实就是下图的样子  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

最终 返回false 出队步骤完毕 剩下的就是套娃了

[AQS]: https://blog.csdn.net/weixin_44353507/article/details/113883260?spm=1001.2014.3001.5501
[20210221150620383.png]: /images/20221024/4a751f57c23b44aeb9463b32160436a6.png
[20210221150708936.png]: /images/20221024/c94201af873a48b49f512c6d0ce65546.png
[20210221150729786.png]: /images/20221024/21226882d06f413e850161b61345c2a4.png
[20210221150801364.png]: /images/20221024/47dc602ceab2401b88f4170e1ce21fe9.png
[20210221150822653.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221024/4533be5056e94220984483fc95737f3d.png
[20210221151946825.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221024/d9226ee7774045648d911b48a2a5813e.png
[20210221152103822.png]: /images/20221024/cfe5cc423cc043b9a2dcca8b7c901b58.png
[20210221152447149.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210221152447149.png
[20210221152430620.png]: /images/20221024/99c4762a802d4b8ab3b18d14194a9cb3.png
[20210221152701551.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221024/3460131e94984ee5a6426ccb14dcaf47.png
[20210221152848196.png]: /images/20221024/e74d83f28400406baf57bd16f32028c8.png
[20210221152913805.png]: /images/20221024/180f6f6421b549cbae6456327bbf2498.png
[202102211529356.png]: /images/20221024/0d807ec9307b4aae8557befe0e40422a.png
[20210221153108167.png]: /images/20221024/e33fb25b5fd9450e9de01d8ceda4b192.png
[20210221153339210.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221024/d24489be08a1446ca0b673c2f878670c.png
[20210221153422540.png]: /images/20221024/e6529977365d436bba4ea5355c01e16e.png
[20210221153553762.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221024/1307051c1a1b4388a84ede2343735014.png
[20210221153719615.png]: /images/20221024/8b41966b33ae4d80a3c2594fb0062110.png
[20210221173348352.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221024/51883a63e815472a9ba30985cd0971f8.png
[20210221173657314.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221024/09a4c0eb1def4266be5269600ec9e085.png
[20210606114116667.png]: /images/20221024/daec6aeac138403e8cd23b8271cb4626.png
[20210223151717695.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221024/dc49804e01e34cbfb79dbd6cff6a3720.png
[20210221192117512.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221024/bfe50e26e62c42c6a37be404a4c537e8.png
[20210221192143851.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221024/c58696cfbfc348daa7c6183668d94930.png
[20210221192815290.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221024/48958f16245e40469787d1c0808524e0.png
[20210221193419899.png_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDM1MzUwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221024/89a322abae40471885133269ec88e7bd.png
[20210221194249798.png]: /images/20221024/c8551cdeb1c944c99b806e06ec0033b9.png
[202102211946095.png]: /images/20221024/193a4cf8a1a2496d8757bf65313c2d7e.png
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