[Lock锁]

[Lock锁简介]

** Lock是Java并发包(java.util.concurrent)下的一个具体类,他是API层面的锁;**

** Lock主要是通过CAS和ASQ(AbstractQueuedSynchronizer)来实现,通过加锁和解锁的过程来分析锁的实现;总体来讲线程获取(非公平)锁要经历以下过程:**

** ①.调用lock方法,会先进行cas操作看下设置同步状态1可否成功,如果成功执行临界区代码**

** ②.如果不成功获取同步状态,如果状态是0那么cas设置为1;**

** ③.如果同步状态既不是0也不是自身线程持有,那就说明当前锁资源已经被其他线程占用,当前线程需要等待,那么会把当前线程构造成一个节点.**

** ④.把当前线程节点以CAS的方式放入队列中,行为上线程阻塞,内部自旋获取同步状态.**

** ⑤.线程释放锁,唤醒队列第一个节点,参与竞争.重复上述.**

[2.2.Lock非公平锁实现细节]

AbstractQueuedSynchronizer会把所有的请求线程构成一个CLH队列,当一个线程执行完毕（lock.unlock()）时会激活自己的后继节点,但正在执行的线程并不在队列中,而那些等待执行的线程全部处于阻塞状态,经过调查线程的显式阻塞是通过调用LockSupport.park()完成,而LockSupport.park()则调用sun.misc.Unsafe.park()本地方法,再进一步,HotSpot在Linux中中通过调用pthread_mutex_lock函数把线程交给系统内核进行阻塞.

[2.3.Lock方法实现]

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** 当有线程竞争锁时,当前线程会首先尝试获得锁而不是在队列中进行排队等候,这对于那些已经在队列中排队的线程来说显得不公平,这也是非公平锁的由来.源码如下 :**

** 对于刚来竞争的线程首先会通过CAS设置状态,如果设置成功那么直接获取锁,执行临界区的代码,反之调用 acquire(1)进入同步队列中.如果已经存在Running线程,那么CAS肯定会失败,则新的竞争线程会通过CAS的方式被追加到队尾.**在此我向大家推荐一个架构学习交流圈。交流学习指导伪鑫：1253431195（里面有大量的面试题及答案）里面会分享一些资深架构师录制的视频录像：有Spring，MyBatis，Netty源码分析，高并发、高性能、分布式、微服务架构的原理，JVM性能优化、分布式架构等这些成为架构师必备的知识体系。还能领取免费的学习资源，目前受益良多

[2.3.1.解析acquire（1）方法]

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当CAS设置同步状态为1失败时才会执行上面的代码,上面的代码的作用是完成同步状态的获取,构造用于放入队列中的节点(可以理解为线程任务),加入到队列中,单个节点自己自旋用于检查目前队列中的状况以及当前节点或者是线程阻塞.该方法主要由以下几个方法构成 tryAcquire() ,addWaiter()和AcquireQueued();

[2.3.2.acquireQueued(addWaiter(Node mode))方法]

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** acquireQueued()方法的主要作用是把已经追加到队列的线程节点（addWaiter()方法返回值）进行阻塞,但阻塞前又通过tryAccquire重试是否能获得锁,如果重试成功能则无需阻塞,直接返回;**

** 仔细看看这个方法是个无限循环,感觉如果p == head && tryAcquire(arg)条件不满足循环将永远无法结束,当然不会出现死循环,parkAndCheckInterrupt()方法会把当前线程挂起,从而阻塞住线程的调用栈.**

[2.3.3.addWaiter(Node mode)方法]

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    addWaiter()方法负责把当前无法获得锁的线程包装为一个Node添加到队尾.

    其中参数mode是独占锁还是共享锁,默认为null,独占锁.追加到队尾的动作分两步：

1、如果当前队尾已经存在(tail!=null),则使用CAS把当前线程更新为Tail; 

2、如果当前Tail为null或则线程调用CAS设置队尾失败,则通过enq()方法继续设置Tail;

[2.3.4.enq(Node node)]

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  该方法就是循环调用CAS,即使有高并发的场景,无限循环将会最终成功把当前线程追加到队尾（或设置队头）.总而言之,上面的addWaiter()方法的目的就是通过CAS把当前线程追加到队尾,并返回包装后的Node实例.在此我向大家推荐一个架构学习交流圈。交流学习指导伪鑫：1253431195（里面有大量的面试题及答案）里面会分享一些资深架构师录制的视频录像：有Spring，MyBatis，Netty源码分析，高并发、高性能、分布式、微服务架构的原理，JVM性能优化、分布式架构等这些成为架构师必备的知识体系。还能领取免费的学习资源，目前受益良多

2.3.5.parkAndCheckInterrupt()

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LockSupport.park()方法最终把线程交给系统（Linux）内核进行阻塞.当然也不是马上把请求不到锁的线程进行阻塞,还要检查该线程的状态,比如如果该线程处于Cancel状态则没有必要,具体的检查在shouldParkAfterFailedAcquire中;

** shouldParkAfterFailedAcquire()方法就是靠前继节点判断当前线程是否应该被阻塞,如果前继节点处于CANCELLED状态,则顺便删除这些节点重新构造队列.**