【JDK源码分析系列】AbstractQueuedSynchronizer 源码分析 -- 锁的获取与释放

<h1>【JDK源码分析系列】AbstractQueuedSynchronizer 源码分析 -- 锁的获取与释放</h1>
【1】AbstractQueuedSynchronizer 整体架构
<img alt="" src="https://beijingoptbbs.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/cs/5606289-9ad0578c2541b590baa460abd03e6e27.PNG">
1. AQS 中队列只有两个 : 同步队列 + 条件队列，底层数据结构两者都是链表； 2. 图中有四种颜色的线代表四种不同的场景，1、2、3 序号代表看的顺序
【2】获取锁
 Lock.lock () 方法来获得锁，最终目的是想让线程获得对资源的访问权，Lock 一般是 AQS 的子类，lock 方法根据情况一般会选择调用 AQS 的 acquire 或 tryAcquire 方法，acquire 方法 AQS 已经实现了，tryAcquire 方法是等待子类去实现，acquire 方法制定了获取锁的框架，先尝试使用 tryAcquire 方法获取锁，获取不到时，再入同步队列中等待锁，tryAcquire 方法 AQS 中直接抛出一个异常，表明需要子类去实现，子类可以根据同步器的 state 状态来决定是否能够获得锁。
【2.1】同步状态获取流程示意图
大致步骤总结 :
1. 使用 tryAcquire 方法尝试获得锁，获得锁直接返回，获取不到锁的走 2； 2. 把当前线程组装成节点（Node），追加到同步队列的尾部（addWaiter）； 3. 自旋，使同步队列中当前节点的前置节点状态为 signal 后，然后阻塞自己；
<img alt="" src="https://beijingoptbbs.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/cs/5606289-917cc05613bf1a4b62c358dacebbcc7f.jpg">
【2.2】超时获取同步状态流程示意图
<img alt="" src="https://beijingoptbbs.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/cs/5606289-fbac5c71c3d497459a8687495d8ce31b.jpg">
【2.3】获取锁的相关方法源码分析
【2.3.1】AbstractQueuedSynchronizer -- public final void acquire(int arg)
<pre class="blockcode"><code>/**
* 独占式获取同步状态
* 若当前线程获取同步状态成功，则由该方法返回；
* 否则，进入同步队列等待
*
* 注意在调用该方法时，子类中需要重写tryAcquire(int arg)方法；
*/
// 排它模式下，尝试获得锁
public final void acquire(int arg) {
/**
 * tryAcquire(arg) : 该方法为子类可重写的方法
 * if判断中前一个条件不成立，即当前线程没有成功获取同步状态，则执行 acquireQueued 方法
 * acquireQueued 方法 : 该方法用于已经排队的线程在独占非中断模式下尝试获取同步状态
 */
// tryAcquire 方法是需要实现类去实现的，
// 实现思路一般都是 cas 给 state 赋值来决定是否能获得锁
if (!tryAcquire(arg) &&
 // addWaiter 入参代表是排他模式
 acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
 //中断当前线程
 selfInterrupt();
}</code></pre>
流程说明(流程见整体架构图中红色场景) :
1. 尝试执行一次 tryAcquire，如果成功直接返回，失败走 2； 2. 线程尝试进入同步队列，首先调用 addWaiter 方法，把当前线程放到同步队列的队尾； 3. 接着调用 acquireQueued 方法，两个作用，1：阻塞当前节点，2：节点被唤醒时，使其能够获得锁； 4. 如果 2、3 失败了，中断线程；
【2.3.2】AbstractQueuedSynchronizer -- final boolean acquireQueued(final Node node, int arg)
<pre class="blockcode"><code>/**
* 该方法用于已经排队的线程尝试获取同步状态;
* 队列中的节点做自旋操作;
*/
// 主要做两件事情：
// 1：通过不断的自旋尝试使自己前一个节点的状态变成 signal，然后阻塞自己
// 2：获得锁的线程执行完成之后，释放锁时，会把阻塞的 node 唤醒, node 唤醒之后再次自旋，尝试获得锁
// 返回 false 表示获得锁成功，返回 true 表示失败
final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
boolean failed = true;
try {
 boolean interrupted = false;
 // 死循环，不断地尝试在当前节点获取同步状态
 // 即队列中的节点进行自旋操作
 for (;;) {
 // 选上一个节点
 //p 为当前节点的前驱节点
 final Node p = node.predecessor();
 //若 p 为当前队列的首节点，即当前节点为队列首节点的后继节点
 //并且当前节点尝试获取同步状态成功
 //
 // 有两种情况会走到 p == head：
 // 1:node 之前没有获得锁，进入 acquireQueued 方法时，才发现他的前置节点就是头节点，于是尝试获得一次锁；
 // 2:node