Jdk1.6 JUC源码解析(6)-locks-AbstractQueuedSynchronizer

功能简介：
  • AbstractQueuedSynchronizer(以下简称AQS)是Java并发包提供的一个同步基础机制，是并发包中实现Lock和其他同步机制(如:Semaphore、CountDownLatch和FutureTask等)的基础。
  • AQS内部包含一个FIFO的同步等待队列，简单的说，没有成功获取控制权的线程会在这个队列中等待。
  • AQS内部管理了一个原子的int域作为内部状态信息，并提供了一些方法来访问该域，基于AQS实现的同步机制可以按自己的需要来灵活使用这个 int域，比如:ReentrantLock用它记录锁重入次数；CountDownLatch用它表示内部的count；FutureTask用它表示任务运行状态(Running,Ran和Cancelled)；Semaphore用它表示许可数量。
  • AQS提供了独占和共享两种模式。在独占模式下，当一个线程获取了AQS的控制权，其他线程获取控制权的操作就会失败；但在共享模式下，其他线程的获取控制权操作就可能成功。并发包中的同步机制如ReentrantLock就是典型的独占模式，Semaphore是共享模式；也有同时使用两种模式的同步机制，如ReentrantReadWriteLock。  
  • AQS内部提供了一个ConditionObject类来支持独占模式下的(锁)条件，这个条件的功能与Object的wait和notify/notifyAll的功能类似，但更加明确和易用。
  • AQS一般的使用方式为定义一个实现AQS的非公有的内部帮助类作为内部代理，来实现具体同步机制的方法，如Lock的lock和unlock；AQS中也提供一些检测和监控内部队列和条件对象的方法，具体同步机制可以按需使用这些方法；AQS内部只有一个状态，即原子int域，如果基于AQS实现的类需要做序列化/反序列化，注意这一点。    
源码分析：
  • 内部等待队列：
       首先我们先做一个简单的概览，内部的同步等待队列是由一系列节点组成的一个链表。如果要将一个线程入队(竞争失败，进入队列等待)，只需将这个线程及相关信息组成一个节点，拼接到队列链表尾部(尾节点)即可；如果要将一个线程出队(竞争成功)，只需重新设置新的队列首部(头节点)即可。
       接下来先看一下组成同步等待队列的节点的类：
    static final class Node {
        /** 表示节点在共享模式下等待的常量 */
        static final Node SHARED = new Node();
        /** 表示节点在独占模式下等待的常量 */
        static final Node EXCLUSIVE = null;
        /** 表示当前节点的线程被取消 */
        static final int CANCELLED =  1;
        /** 表示后继节点的线程需要被唤醒 */
        static final int SIGNAL    = -1;
        /** 表示当前节点的线程正在等待某个条件 */
        static final int CONDITION = -2;
        /**
         * 表示接下来的一个共享模式请求(acquireShared)要无条件的传递(往后继节点方向)下去
         */
        static final int PROPAGATE = -3;
        /**
         * 等待状态域, 取以下值:
         *   SIGNAL:     当前节点的后继节点已经(或即将)被阻塞，所以如果当前节点释放(控制权) 
         *               或者被取消时，必须唤醒其后继节点。为了避免竞争，请求方法必须首先 
         *               声明它们需要一个信号，然后(原子的)调用请求方法，如果失败，当前线程
         *               进入阻塞状态。
         *   CANCELLED:  表示当前节点已经被取消(由于超时或中断)，节点一旦进入被取消状态，就
         *               不会再变成其他状态了。具体来说，一个被取消节点的线程永远不会再次被
         *               阻塞
         *   CONDITION:  表示当前节点正处在一个条件队列中。当前节点直到转移时才会被作为一个
         *               同步队列的节点使用。转移时状态域会被设置为0。(使用0值和其他定义值 
         *               并没有关系，只是为了简化操作)
         *   PROPAGATE:  表示一个共享的释放操作(releaseShared)应该被传递到其他节点。该状态
         *               值在doReleaseShared过程中进行设置(仅在头节点)，从而保证持续传递，
         *               即使其他操作已经开始。
         *   0:          None of the above
         *
         * 这些状态值之所以用数值来表示，目的是为了方便使用，非负的值意味着节点不需要信号(被唤醒)。
         * 所以，一些代码中不需要针对特殊值去做检测，只需要检查符号(正负)即可。
         * 
         * 针对普通的同步节点，这个域被初始化为0；针对条件(condition)节点，初始化为CONDITION(-2)
         * 需要通过CAS操作来修改这个域(如果可能的话，可以使用volatile写操作)。
         */
        volatile int waitStatus;
        /**
         * 指向当前节点的前驱节点，用于检测等待状态。这个域在入队时赋值，出队时置空。
         * 而且，在取消前驱节点的过程中，可以缩短寻找非取消状态节点的过程。由于头节点 
         * 永远不会取消(一个节点只有请求成功才会变成头节点，一个被取消的节点永远不可 
         * 能请求成功，而且一个线程只能取消自己所在的节点)，所以总是存在一个非取消状态节点。
         */
        volatile Node prev;
        /**
         * 指向当前节点的后继节点，释放(控制权)时会唤醒该节点。这个域在入队时赋值，在跳过
         * 取消状态节点时进行调整，在出队时置空。入队操作在完成之前并不会对一个前驱节点的
         * next域赋值，所以一个节点的next域为null并不能说明这个节点在队列尾部。然而，如果
         * next域为null，我们可以从尾节点通过前驱节点往前扫描来做双重检测。取消状态节点的
         * next域指向自身，这样可以简化isOnSyncQueue的实现。
         */
        volatile Node next;
        /**
         * 使当前节点入队的线程。在构造构造的时候初始化，使用后置为null。
         */
        volatile Thread thread;
        /**
         * 指向下一个条件等待状态节点或者为特殊值(SHARED)。由于条件队列只有在独占模式下才
         * 能访问，所以我们只需要一个普通的链表队列来保存处于等待状态的节点。它们在重新请
         * 求的时候会转移到同步队列。由于条件只存在于独占模式下，所以如果是共享模式，就将
         * 这域保存为一个特殊值(SHARED)。
         */
        Node nextWaiter;
        /**
         * Returns true if node is waiting in shared mode
         */
        final boolean isShared() {
            return nextWaiter == SHARED;
        }
        /**
         * Returns previous node, or throws NullPointerException if null.
         * Use when predecessor cannot be null.  The null check could
         * be elided, but is present to help the VM.
         *
         * @return the predecessor of this node
         */
        final Node predecessor() throws NullPointerException {
            Node p = prev;
            if (p == null)
                throw new NullPointerException();
            else
                return p;
        }
        Node() {    // Used to establish initial head or SHARED marker
        }
        Node(Thread thread, Node mode) {     // Used by addWaiter
            this.nextWaiter = mode;
            this.thread = thread;
        }
        Node(Thread thread, int waitStatus) { // Used by Condition
            this.waitStatus = waitStatus;
            this.thread = thread;
        }
    }
       说明：节点类Node内部定义了一些常量，如节点模式、等待状态；Node 内部有指向其前驱和后继节点的引用(类似双向链表)；Node内部有保存当前线程的引用；Node内部的nextWaiter域在共享模式下指向一个常量 SHARED，在独占模式下为null或者是一个普通的等待条件队列(只有独占模式下才存在等待条件)。
 
       再看一下AQS中同步等待队列相关的域：
Java代码 
  1. /** 
  2.  * 同步等待队列的头节点，延迟初始化。除了初始化之外，只能通过setHead方法来改变 
  3.  * 这个域。注：如果头结点存在，那么它的waitStatus可以保证一定不是CANCELLED。 
  4.  */  
  5. private transient volatile Node head;  
  6. /** 
  7.  * 同步等待队列的尾节点，延迟初始化。只有通过enq方法添加一个新的等待节点的时候 
  8.  * 才会改变这个域。 
  9.  */  
  10. private transient volatile Node tail;  
 
 
  • 内部状态值：
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * The synchronization state. 
  3.  */  
  4. private volatile int state;  
  5. /** 
  6.  * Returns the current value of synchronization state. 
  7.  * This operation has memory semantics of a <tt>volatile</tt> read. 
  8.  * @return current state value 
  9.  */  
  10. protected final int getState() {  
  11.     return state;  
  12. }  
  13. /** 
  14.  * Sets the value of synchronization state. 
  15.  * This operation has memory semantics of a <tt>volatile</tt> write. 
  16.  * @param newState the new state value 
  17.  */  
  18. protected final void setState(int newState) {  
  19.     state = newState;  
  20. }  
  21. /** 
  22.  * Atomically sets synchronization state to the given updated 
  23.  * value if the current state value equals the expected value. 
  24.  * This operation has memory semantics of a <tt>volatile</tt> read 
  25.  * and write. 
  26.  * 
  27.  * @param expect the expected value 
  28.  * @param update the new value 
  29.  * @return true if successful. False return indicates that the actual 
  30.  *         value was not equal to the expected value. 
  31.  */  
  32. protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) {  
  33.     // See below for intrinsics setup to support this  
  34.     return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update);  
  35. }  
  • 上面已经看到AQS内部的整体数据结构，一个同步等待队列+一个(原子的)int域。下面来从请求和释放两条主线来进行相关代码分析。
       首先看一下独占模式下，忽略中断的请求方法：
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 独占模式下进行请求，忽略中断。方法实现中至少会调用一次tryAcquire方法， 
  3.  * 请求成功后方法返回。否则当前线程会排队，可能会重复的阻塞和解除阻塞， 
  4.  * 执行tryAcquire方法，直到成功。这个方法可以用来实现Lock的lock方法。 
  5.  * 
  6.  * @param arg the acquire argument.  这个值被传递给tryAcquire方法，值在 
  7.  *        这里并没有实际意义，如果基于AQS实现自己的同步机制(可能要实现 
  8.  *        tryAcquire方法)，可以灵活利用这个值。 
  9.  */  
  10. public final void acquire(int arg) {  
  11.     if (!tryAcquire(arg) &&  
  12.         acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))  
  13.         selfInterrupt();  
  14. }  
       acquire方法中首先调用tryAcquire方法，如果tryAcquire返回true，说明请求成功，直接返回；否则，继续调用 acquireQueued方法，如果acquireQueued方法返回true，还需要调用一下selfInterrupt方法。
首先看一下tryAcquire方法，该方法在AQS中并没有具体实现，而是开放出来，交由子类去实现。
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 在独占模式下尝试请求(控制权)。这个方法(实现)应该查看一下对象的 
  3.  * 状态是否允许在独占模式下请求，如果允许再进行请求。 
  4.  * 
  5.  * 这个方法总是被请求线程执行，如果方法执行失败，会将当前线程放到 
  6.  * 同步等待队列中(如果当前线程还不在同步等待队列中)，直到被其他线程的释放 
  7.  * 操作唤醒。可以用来实现Lock的tryLock方法。 
  8.  * 
  9.  * 该方法默认抛出UnsupportedOperationException异常。 
  10.  * 
  11.  * @param arg the acquire argument. This value is always the one 
  12.  *        passed to an acquire method, or is the value saved on entry 
  13.  *        to a condition wait.  The value is otherwise uninterpreted 
  14.  *        and can represent anything you like. 
  15.  * @return {@code true} if successful. Upon success, this object has 
  16.  *         been acquired. 
  17.  * @throws IllegalMonitorStateException if acquiring would place this 
  18.  *         synchronizer in an illegal state. This exception must be 
  19.  *         thrown in a consistent fashion for synchronization to work 
  20.  *         correctly. 
  21.  * @throws UnsupportedOperationException if exclusive mode is not supported 
  22.  */  
  23. protected boolean tryAcquire(int arg) {  
  24.     throw new UnsupportedOperationException();  
  25. }  
       接下来调用acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)，先看下其中的addWaiter方法。
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * Creates and enqueues node for current thread and given mode. 
  3.  * 
  4.  * @param mode Node.EXCLUSIVE for exclusive, Node.SHARED for shared 
  5.  * @return the new node 
  6.  */  
  7. private Node addWaiter(Node mode) {  
  8.     //根据当前线程和模式创建一个Node。  
  9.     Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);  
  10.     //尝试快速入队，失败的话再执行正常的入队过程  
  11.     Node pred = tail;  
  12.     if (pred != null) {  
  13.         //如果同步等待队列尾节点不为null,将当前(线程的)Node链接到尾节点。  
  14.         node.prev = pred;  
  15.         //尝试将当前Node设置(原子操作)为同步等待队列的尾节点。  
  16.         if (compareAndSetTail(pred, node)) {  
  17.             //如果设置成功，完成链接(pred的next指向当前节点)。  
  18.             pred.next = node;  
  19.             //返回当前节点。  
  20.             return node;  
  21.         }  
  22.     }  
  23.     //如果同步等待队列尾节点为null，或者快速入队过程中设置尾节点失败，  
  24.     //进行正常的入队过程，调用enq方法。  
  25.     enq(node);  
  26.     //返回当前节点。  
  27.     return node;  
  28. }  
       看一下入队方法。
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * Inserts node into queue, initializing if necessary. See picture above. 
  3.  * @param node the node to insert 
  4.  * @return node's predecessor 
  5.  */  
  6. private Node enq(final Node node) {  
  7.     for (;;) {  
  8.         Node t = tail;  
  9.         if (t == null) { // Must initialize  
  10.             /*  
  11.              * 如果同步等待队列尾节点为null，说明还没有任何线程进入同步等待队列， 
  12.              * 这时要初始化同步等待队列：创建一个(dummy)节点，然后尝试将这个 
  13.              * 节点设置(CAS)为头节点，如果设置成功，将尾节点指向头节点 
  14.              * 也就是说，第一次有线程进入同步等待队列时，要进行初始化，初始化 
  15.              * 的结果就是头尾节点都指向一个哑(dummy)节点。 
  16.              */  
  17.             if (compareAndSetHead(new Node()))  
  18.                 tail = head;  
  19.         } else {  
  20.             //将当前(线程)节点的前驱节点指向同步等待队列的尾节点。  
  21.             node.prev = t;    
  22.             //注意节点拼接到同步等待队列总是分为3个步骤：1.将其prev引用指向尾节点 2.尝试将其设置为尾节点 3.将其prev节点(第2步之前的尾节点)的next指向其本身。  
  23.             //所以一个节点为尾节点，可以保证prev一定不为null，但无法保证其prev的next不为null。所以后续的一些方法内会看到很多对同步等待队列的反向遍历。   
  24.   
  25.             //尝试将当前节点设置为同步等待队列的尾节点。  
  26.             if (compareAndSetTail(t, node)) {  
  27.                 //如果成功，将之前尾节点的后继节点指向当前节点(现在的尾节点)，完成节点拼接。  
  28.                 t.next = node;  
  29.                 //返回之前的尾节点。  
  30.                 return t;  
  31.             }  
  32.         }  
  33.     }  
  34. }  
       现在可以看acquireQueued方法。
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * Acquires in exclusive uninterruptible mode for thread already in 
  3.  * queue. Used by condition wait methods as well as acquire. 
  4.  * 
  5.  * @param node the node 
  6.  * @param arg the acquire argument 
  7.  * @return {@code true} if interrupted while waiting 
  8.  */  
  9. final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {  
  10.     boolean failed = true;  
  11.     try {  
  12.         boolean interrupted = false;  
  13.         for (;;) {  
  14.             //找到当前节点的前驱节点p  
  15.             final Node p = node.predecessor();  
  16.             /* 
  17.              * 检测p是否为头节点，如果是，再次调用tryAcquire方法 
  18.              * (这里可以体现出acquire方法执行过程中tryAcquire方法 
  19.              * 至少被调用一次)。 
  20.              */  
  21.             if (p == head && tryAcquire(arg)) {  
  22.                 //如果p节点是头节点且tryAcquire方法返回true。那么将  
  23.                 //当前节点设置为头节点。  
  24.                 //从这里可以看出，请求成功且已经存在队列中的节点会被设置成头节点。  
  25.                 setHead(node);  
  26.                 //将p的next引用置空，帮助GC，现在p已经不再是头节点了。  
  27.                 p.next = null; // help GC  
  28.                 //设置请求标记为成功  
  29.                 failed = false;  
  30.                 //传递中断状态，并返回。  
  31.                 return interrupted;  
  32.             }  
  33.             //如果p节点不是头节点，或者tryAcquire返回false，说明请求失败。  
  34.             //那么首先需要判断请求失败后node节点是否应该被阻塞，如果应该  
  35.             //被阻塞，那么阻塞node节点，并检测中断状态。  
  36.             if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&  
  37.                 parkAndCheckInterrupt())  
  38.                 //如果有中断，设置中断状态。  
  39.                 interrupted = true;  
  40.         }  
  41.     } finally {  
  42.         if (failed) //最后检测一下如果请求失败(异常退出)，取消请求。  
  43.             cancelAcquire(node);  
  44.     }  
  45. }  
       上面方法中如果请求成功，会将当前节点设置为同步等待队列的头节点。看一下设置为头节点的方法。
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * Sets head of queue to be node, thus dequeuing. Called only by 
  3.  * acquire methods.  Also nulls out unused fields for sake of GC 
  4.  * and to suppress unnecessary signals and traversals. 
  5.  * 
  6.  * @param node the node 
  7.  */  
  8. private void setHead(Node node) {  
  9.     head = node;  
  10.     //请求成功，当前线程获取控制权，当前节点会取代之前(dummy)头节点的位置。所以置空thread和prev这些没用的域。  
  11.     node.thread = null;  
  12.     node.prev = null;  
  13. }  
       继续看shouldParkAfterFailedAcquire方法。
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 在一个节点请求失败时，检测并更新改节点的(等待)状态。如果当前 
  3.  * 节点的线程应该被阻塞，那么返回true。这里是整个请求(循环)中主 
  4.  * 要信号控制部分。方法的条件：pred == node.prev              
  5.  * 
  6.  * @param pred node's predecessor holding status 
  7.  * @param node the node 
  8.  * @return {@code true} if thread should block 
  9.  */  
  10. private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {  
  11.     //获取当前节点的前驱节点的等待状态。  
  12.     int ws = pred.waitStatus;  
  13.     if (ws == Node.SIGNAL)  
  14.         /* 
  15.          * 如果当前节点的前驱节点的状态为SIGNAL，说明当前节点已经声明了需要唤醒， 
  16.          * 所以可以阻塞当前节点了，直接返回true。 
  17.          * 一个节点在其被阻塞之前需要线程"声明"一下其需要唤醒(就是将其前驱节点 
  18.          * 的等待状态设置为SIGNAL，注意其前驱节点不能是取消状态，如果是，要跳过) 
  19.          */  
  20.         return true;  
  21.     if (ws > 0) {  
  22.         /* 
  23.          * 如果当前节点的前驱节点是取消状态，那么需要跳过这些(取消状态)前驱节点 
  24.          * 然后重试。 
  25.          */  
  26.         do {  
  27.             node.prev = pred = pred.prev;  
  28.         } while (pred.waitStatus > 0);  
  29.         pred.next = node;  
  30.     } else {  
  31.         /* 
  32.          * 这里等待状态一定是0或者PROPAGATE。这里将当前节点的前驱节点(非取消状态)的 
  33.          * 等待状态设置为SIGNAL。来声明需要一个(唤醒)信号。接下来方法会返回false， 
  34.          * 还会继续尝试一下请求，以确保在阻塞之前确实无法请求成功。 
  35.          */  
  36.         compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);  
  37.     }  
  38.     return false;  
  39. }  
       再看一下进行实际阻塞操作的parkAndCheckInterrupt方法。
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * Convenience method to park and then check if interrupted 
  3.  * 
  4.  * @return {@code true} if interrupted 
  5.  */  
  6. private final boolean parkAndCheckInterrupt() {  
  7.     //阻塞当前线程。  
  8.     LockSupport.park(this);  
  9.     //线程被唤醒，方法返回当前线程的中断状态，并重置当前线程的中断状态(置为false)。  
  10.     return Thread.interrupted();  
  11. }  
       看一下acquireQueued最后finally块中的cancelAcquire方法。
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * Cancels an ongoing attempt to acquire. 
  3.  * 
  4.  * @param node the node 
  5.  */  
  6. private void cancelAcquire(Node node) {  
  7.     // Ignore if node doesn't exist  
  8.     if (node == null)  
  9.         return;  
  10.     //跳过首先将要取消的节点的thread域置空。  
  11.     node.thread = null;  
  12.     //跳过状态为"取消"的前驱节点。  
  13.     Node pred = node.prev;  
  14.     //node前面总是会存在一个非"取消"状态的节点，所以这里不需要null检测。  
  15.     while (pred.waitStatus > 0)  
  16.         node.prev = pred = pred.prev;  
  17.     // predNext节点(node节点前面的第一个非取消状态节点的后继节点)是需要"断开"的节点。   
  18.     // 下面的CAS操作会达到"断开"效果，但(CAS操作)也可能会失败，因为可能存在其他"cancel"   
  19.     // 或者"singal"的竞争  
  20.     Node predNext = pred.next;  
  21.     // Can use unconditional write instead of CAS here.  
  22.     // After this atomic step, other Nodes can skip past us.  
  23.     // Before, we are free of interference from other threads.  
  24.     node.waitStatus = Node.CANCELLED;  
  25.     // 如果当前节点是尾节点，那么删除当前节点(将当前节点的前驱节点设置为尾节点)。  
  26.     if (node == tail && compareAndSetTail(node, pred)) {  
  27.         //将前驱节点(已经设置为尾节点)的next置空。  
  28.         compareAndSetNext(pred, predNext, null);  
  29.     } else {  
  30.         //如果当前节点不是尾节点，说明后面有其他等待线程，需要做一些唤醒工作。  
  31.   
  32.         // 如果当前节点不是头节点，那么尝试将当前节点的前驱节点  
  33.         // 的等待状态改成SIGNAL，并尝试将前驱节点的next引用指向  
  34.         // 其后继节点。否则，唤醒后继节点。  
  35.         int ws;  
  36.         if (pred != head &&  
  37.             ( (ws = pred.waitStatus) == Node.SIGNAL || (ws <= 0 && compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL)) )  
  38.             && pred.thread != null) {  
  39.             //如果当前节点的前驱节点不是头节点，那么需要给当前节点的后继节点一个"等待唤醒"的标记，  
  40.             //即 将当前节点的前驱节点等待状态设置为SIGNAL，然后将其设置为当前节点的后继节点的前驱节点....(真绕!)  
  41.             Node next = node.next;  
  42.             if (next != null && next.waitStatus <= 0)  
  43.                 compareAndSetNext(pred, predNext, next);  
  44.         } else {  
  45.             //否则，唤醒当前节点的后继节点。  
  46.             unparkSuccessor(node);  
  47.         }  
  48.         //前面提到过，取消节点的next引用会指向自己。  
  49.         node.next = node; // help GC  
  50.     }  
  51. }  
       最后来看一下unparkSuccessor方法。
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 如果node存在后继节点，唤醒后继节点。 
  3.  * 
  4.  * @param node the node 
  5.  */  
  6. private void unparkSuccessor(Node node) {  
  7.     /* 
  8.      * 如果node的等待状态为负数(比如:可能需要一个信号)，尝试去清空 
  9.      * "等待唤醒"的状态(将状态置为0)，即使设置失败，或者该状态已经  
  10.      * 被正在等待的线程修改，也没有任何影响。  
  11.      */  
  12.     int ws = node.waitStatus;  
  13.     if (ws < 0) //如果当前节点的状态小于0，尝试设置为0。  
  14.         compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0);  
  15.     /* 
  16.      * 需要唤醒的线程在node的后继节点，一般来说就是node的next引用指向的节点。  
  17.      * 但如果next指向的节点被取消或者为null，那么就同步等待队列的队尾反向查找离  
  18.      * 当前节点最近的且状态不是"取消"的节点。  
  19.      */  
  20.     Node s = node.next;  
  21.     if (s == null || s.waitStatus > 0) {  
  22.         s = null;  
  23.         for (Node t = tail; t != null && t != node; t = t.prev)  
  24.             if (t.waitStatus <= 0)  
  25.                 s = t;  
  26.     }  
  27.     if (s != null) //如果存在(需要唤醒的节点)，将该节点的线程唤醒。  
  28.         LockSupport.unpark(s.thread);  
  29. }  
       回到acquire方法，最后如果acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)返回true，说明当前线程被中断，会继续调用selfInterrupt方法。
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * Convenience method to interrupt current thread. 
  3.  */  
  4. private static void selfInterrupt() {  
  5.     //中断当前线程。  
  6.     Thread.currentThread().interrupt();  
  7. }  
       OK，现在来总结一下acquire方法中的逻辑：
       1.调用tryAcquire方法进行(控制权)请求，如果请求成功，方法直接返回。
       2.如果请求失败，那么会使用当前线程建立一个独占模式的节点，然后将节点放到同步等待队列的队尾。然后进入一个无限循环。(这个过程中会帮助完成同步 等待队列的初始化，初始化过程中也可以看到，同步等待队列初始化后头尾节点都指向同一个哑节点。请求失败的线程(节点)进入队列时会链接到队列的尾部，如 果同步等待队列内的线程(节点)请求成功，会将其设置为新的头节点。)
       3.无限循环中会判断当前同步等待队列中是否有其他线程。
       4. 如果没有，再次调用tryAcquire进行请求。
       5.如果请求成功，将当前节点设置为同步等待队列头节点，向上传递中断状态，然后主循环退出。
       6.如果同步等待队列中有其他线程(在当前线程前面)，或者前面第4步请求失败，那么首先需要检查当前节点是否已经设置"等待唤醒"标记，即将其非取消状态前驱节点的等待状态设置为SIGNAL。
       7.如果未设置"等待唤醒"标记，进行标记设置，然后继续进行无限循环，进入第3步。
       8.如果已经设置"等待唤醒"标记，那么阻塞当前线程(节点)。
       9.当前节点(线程)被唤醒后，设置(传递)中断标记，然后继续进行无限循环，进入第3步。
       10.最后在无限循环退出后，要判断请求是否失败(由于一些原因，循环退出，但请求失败)，如果失败，取消当前节点。
 
       接下来看一下独占模式下，响应中断的请求方法，这个方法会抛出中断异常：
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 独占模式下进行请求，如果当前线程被中断，放弃方法执行(抛出异常)，  
  3.  * 方法实现中，首先会检查当前线程的中断状态，然后会执行至少一次 
  4.  * tryAcquire方法，如果请求成功，方法返回；如果失败，当前线程会。 
  5.  * 在同步等待队列中排队，可能会重复的被阻塞和被唤醒，并执行tryAcquire 
  6.  * 方法直到成功或者当前线程被中断。可以用来实现Lock的lockInterruptibly。 
  7.  * 
  8.  * @param arg the acquire argument.  This value is conveyed to 
  9.  *        {@link #tryAcquire} but is otherwise uninterpreted and 
  10.  *        can represent anything you like. 
  11.  * @throws InterruptedException if the current thread is interrupted 
  12.  */  
  13. public final void acquireInterruptibly(int arg) throws InterruptedException {  
  14.     if (Thread.interrupted())  
  15.         throw new InterruptedException();  
  16.     if (!tryAcquire(arg)) //如果请求不成功，执行doAcquireInterruptibly方法。  
  17.         doAcquireInterruptibly(arg);  
  18. }  
       继续看一下doAcquireInterruptibly方法。
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * Acquires in exclusive interruptible mode. 
  3.  * @param arg the acquire argument 
  4.  */  
  5. private void doAcquireInterruptibly(int arg)  
  6.     throws InterruptedException {  
  7.     final Node node = addWaiter(Node.EXCLUSIVE);  
  8.     boolean failed = true;  
  9.     try {  
  10.         for (;;) {  
  11.             final Node p = node.predecessor();  
  12.             if (p == head && tryAcquire(arg)) {  
  13.                 setHead(node);  
  14.                 p.next = null; // help GC  
  15.                 failed = false;  
  16.                 return;  
  17.             }  
  18.             if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&  
  19.                 parkAndCheckInterrupt())  
  20.                 throw new InterruptedException(); //区别  
  21.         }  
  22.     } finally {  
  23.         if (failed)  
  24.             cancelAcquire(node);  
  25.     }  
  26. }  
       和前面的acquireQueued方法类似，区别基本上只是对中断状态的处理，这里没有将中断状态传递给上层，而是直接抛出InterruptedException异常，方法实现里其他方法的分析可以参考前面。
 
       最后看一下独占模式下，响应中断并且支持超时的请求方法：
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 独占模式下进行请求，如果当前线程被中断，放弃方法执行(抛出异常)， 
  3.  * 如果给定的超时时间耗尽，方法失败。方法实现中，首先会检查当前线程 
  4.  * 的中断状态，然后会执行至少一次tryAcquire方法，如果请求成功，方法 
  5.  * 返回；如果失败，当前线程会在同步等待队列中排队，可能会重复的被阻塞和 
  6.  * 被唤醒，并执行tryAcquire方法直到成功或者当前线程被中断或者超时时  
  7.  * 间耗尽。可以用来实现Lock的tryLock(long, TimeUnit)。 
  8.  * 
  9.  * @param arg the acquire argument.  This value is conveyed to 
  10.  *        {@link #tryAcquire} but is otherwise uninterpreted and 
  11.  *        can represent anything you like. 
  12.  * @param nanosTimeout the maximum number of nanoseconds to wait 
  13.  * @return {@code true} if acquired; {@code false} if timed out 
  14.  * @throws InterruptedException if the current thread is interrupted 
  15.  */  
  16. public final boolean tryAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout) throws InterruptedException {  
  17.     if (Thread.interrupted())  
  18.         throw new InterruptedException();  
  19.     return tryAcquire(arg) || //如果请求失败，调用doAcquireNanos方法。  
  20.         doAcquireNanos(arg, nanosTimeout);  
  21. }  
       继续看一下doAcquireNanos方法。
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * Acquires in exclusive timed mode. 
  3.  * 
  4.  * @param arg the acquire argument 
  5.  * @param nanosTimeout max wait time 
  6.  * @return {@code true} if acquired 
  7.  */  
  8. private boolean doAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout)  
  9.     throws InterruptedException {  
  10.     long lastTime = System.nanoTime();  
  11.     final Node node = addWaiter(Node.EXCLUSIVE);  
  12.     boolean failed = true;  
  13.     try {  
  14.         for (;;) {  
  15.             final Node p = node.predecessor();  
  16.             if (p == head && tryAcquire(arg)) {  
  17.                 setHead(node);  
  18.                 p.next = null; // help GC  
  19.                 failed = false;  
  20.                 return true;  
  21.             }  
  22.             if (nanosTimeout <= 0)  
  23.                 return false;  
  24.             if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&  
  25.                 nanosTimeout > spinForTimeoutThreshold) //区别  
  26.                 LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout); //区别  
  27.             long now = System.nanoTime();  
  28.             nanosTimeout -= now - lastTime;  
  29.             lastTime = now;  
  30.             if (Thread.interrupted())  
  31.                 throw new InterruptedException();  
  32.         }  
  33.     } finally {  
  34.         if (failed)  
  35.             cancelAcquire(node);  
  36.     }  
  37. }  
  38. /** 
  39.  * The number of nanoseconds for which it is faster to spin 
  40.  * rather than to use timed park. A rough estimate suffices 
  41.  * to improve responsiveness with very short timeouts. 
  42.  */  
  43. static final long spinForTimeoutThreshold = 1000L;  
       和前面的doAcquireInterruptibly方法类似，区别在于方法实现里面加入了超时时间的检测，如果超时方法返回false。阻塞部分较之 前也有区别，如果剩余的超时时间小于1000纳秒，方法自旋；否则当前线程阻塞一段时间(剩余超时时间时长)。方法实现里其他方法的分析可以参考前面。
 
       看完了独占模式下的请求方法，继续分析共享模式下的请求方法。首先看下忽略中断的请求方法：
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * Acquires in shared mode, ignoring interrupts.  Implemented by 
  3.  * first invoking at least once {@link #tryAcquireShared}, 
  4.  * returning on success.  Otherwise the thread is queued, possibly 
  5.  * repeatedly blocking and unblocking, invoking {@link 
  6.  * #tryAcquireShared} until success. 
  7.  * 
  8.  * @param arg the acquire argument.  This value is conveyed to 
  9.  *        {@link #tryAcquireShared} but is otherwise uninterpreted 
  10.  *        and can represent anything you like. 
  11.  */  
  12. public final void acquireShared(int arg) {  
  13.     //首先调用tryAcquireShared方法  
  14.     if (tryAcquireShared(arg) < 0)  
  15.         //如果tryAcquireShared方法返回结果小于0，继续调用doAcquireShared方法。  
  16.         doAcquireShared(arg);  
  17. }  
       acquireShared方法中首先调用tryAcquireShared方法，如果tryAcquireShared返回值大于等于0，说明请求成 功，直接返回；否则，继续调用doAcquireShared方法。先看一下tryAcquireShared方法，该方法在AQS中并没有具体实现，同 样开放出来，交由子类去实现。
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 在共享模式下尝试请求(控制权)。这个方法(实现)应该查看一下对象的 
  3.  * 状态是否允许在共享模式下请求，如果允许再进行请求。 
  4.  * 
  5.  * 这个方法总是被请求线程执行，如果方法执行失败，会将当前线程放到 
  6.  * 同步等待队列中(如果当前线程还不在同步等待队列中)，直到被其他线程的释放 
  7.  * 操作唤醒。 
  8.  * 
  9.  * <p>The default implementation throws {@link 
  10.  * UnsupportedOperationException}. 
  11.  * 
  12.  * @param arg the acquire argument. This value is always the one 
  13.  *        passed to an acquire method, or is the value saved on entry 
  14.  *        to a condition wait.  The value is otherwise uninterpreted 
  15.  *        and can represent anything you like. 
  16.  * @return 返回负数表示失败；返回0表示共享模式下的请求成功，但是接下来 
  17.  *         的共享模式请求不会成功；返回正数表示共享模式请求成功，接下来 
  18.  *         的共享模式请求也可以成功，当然前提是接下来的等待线程必须检测 
  19.  *         对象的状态是否允许请求。(Support for three different 
  20.  *         return values enables this method to be used in contexts 
  21.  *         where acquires only sometimes act exclusively.)  Upon 
  22.  *         success, this object has been acquired. 
  23.  * @throws IllegalMonitorStateException if acquiring would place this 
  24.  *         synchronizer in an illegal state. This exception must be 
  25.  *         thrown in a consistent fashion for synchronization to work 
  26.  *         correctly. 
  27.  * @throws UnsupportedOperationException if shared mode is not supported 
  28.  */  
  29. protected int tryAcquireShared(int arg) {  
  30.     throw new UnsupportedOperationException();  
  31. }  
       接下来看一下doAcquireShared方法。
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * Acquires in shared uninterruptible mode. 
  3.  * @param arg the acquire argument 
  4.  */  
  5. private void doAcquireShared(int arg) {  
  6.     //将当前线程以共享模式加入同步等待队列。  
  7.     final Node node = addWaiter(Node.SHARED);  
  8.     boolean failed = true;  
  9.     try {  
  10.         boolean interrupted = false;  
  11.         //请求主循环  
  12.         for (;;) {  
  13.             //获取当前节点的前驱节点p  
  14.             final Node p = node.predecessor();  
  15.             if (p == head) {  
  16.                 //如果p是头节点。再次调用tryAcquireShared方法。  
  17.                 int r = tryAcquireShared(arg);  
  18.                 if (r >= 0) {  
  19.                     //如果tryAcquireShared方法执行成功，执行setHeadAndPropagate  
  20.                     setHeadAndPropagate(node, r);  
  21.                     //p节点被移除，置空next引用，帮助GC。  
  22.                     p.next = null; // help GC  
  23.                     if (interrupted)//检测中断状态，传递中断状态。  
  24.                         selfInterrupt();  
  25.                     //标记方法请求成功。  
  26.                     failed = false;  
  27.                     return;  
  28.                 }  
  29.             }  
  30.             //如果当前节点的前驱节点不是头节点，判断当前节点  
  31.             //请求失败后是否要被阻塞，如果是，阻塞并保存当前线程中断状态。  
  32.             if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&  
  33.                 parkAndCheckInterrupt())  
  34.                 interrupted = true;  
  35.         }  
  36.     } finally {  
  37.         if (failed)//如果请求失败，取消当前节点。  
  38.             cancelAcquire(node);  
  39.     }  
  40. }  
      上面的方法实现里，如果请求成功，会调用setHeadAndPropagate方法，看下这个方法的实现。
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 将node设置为同步等待队列的头节点，并且检测一下node的后继节点是 
  3.  * 否在共享模式下等待，如果是，并且propagate > 0 或者之前头节 
  4.  * 点的等待状态是PROPAGATE，唤醒后续节点。 
  5.  * 
  6.  * @param node the node 
  7.  * @param propagate the return value from a tryAcquireShared 
  8.  */  
  9. private void setHeadAndPropagate(Node node, int propagate) {  
  10.     Node h = head; // Record old head for check below  
  11.     setHead(node);  
  12.     /* 
  13.      * 尝试去唤醒队列中的下一个节点，如果满足如下条件： 
  14.      *   调用者明确表示"传递"(propagate > 0), 
  15.      *     或者h.waitStatus为PROPAGATE(被上一个操作设置) 
  16.      *     (注:这里使用符号检测是因为PROPAGATE状态可能会变成SIGNAL状态) 
  17.      * 并且 
  18.      *   下一个节点处于共享模式或者为null。 
  19.      * 
  20.      * The conservatism in both of these checks may cause 
  21.      * unnecessary wake-ups, but only when there are multiple 
  22.      * racing acquires/releases, so most need signals now or soon 
  23.      * anyway. 
  24.      */  
  25.     if (propagate > 0 || h == null || h.waitStatus < 0) {  
  26.         Node s = node.next;  
  27.         if (s == null || s.isShared())  
  28.             doReleaseShared();  
  29.     }  
  30. }  
       继续看下doReleaseShared方法。
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 共享模式下的释放(控制权)动作 -- 唤醒后继节点并保证传递。  
  3.  * 注:在独占模式下，释放仅仅意味着如果有必要，唤醒头节点的  
  4.  * 后继节点。 
  5.  */  
  6. private void doReleaseShared() {  
  7.     /* 
  8.      * 保证释放动作(向同步等待队列尾部)传递，即使没有其他正在进行的  
  9.      * 请求或释放动作。如果头节点的后继节点需要唤醒，那么执行唤  
  10.      * 动作；如果不需要，将头结点的等待状态设置为PROPAGATE保证   
  11.      * 唤醒传递。另外，为了防止过程中有新节点进入(队列)，这里必  
  12.      * 需做循环，所以，和其他unparkSuccessor方法使用方式不一样  
  13.      * 的是，如果(头结点)等待状态设置失败，重新检测。 
  14.      */  
  15.     for (;;) {  
  16.         Node h = head;  
  17.         //判断同步等待队列是否为空  
  18.         if (h != null && h != tail) {  
  19.             //如果不为空，获取头节点的等待状态。  
  20.             int ws = h.waitStatus;  
  21.             if (ws == Node.SIGNAL) {  
  22.                 //如果等待状态是SIGNAL，说明其后继节点需要唤醒  
  23.                 //尝试修改等待状态  
  24.                 if (!compareAndSetWaitStatus(h, Node.SIGNAL, 0))  
  25.                     continue;            //如果修改失败，重新循环检测。  
  26.                 unparkSuccessor(h);//如果修改成功，唤醒头节点的后继节点。  
  27.             }  
  28.             else if (ws == 0 &&  
  29.                      !compareAndSetWaitStatus(h, 0, Node.PROPAGATE)) //如果等待状态是0，尝试将其(头节点)设置为PROPAGATE  
  30.                 continue;                // 如果设置失败，继续循环检测。  
  31.         }  
  32.         if (h == head)                   // 如果过程中头节点没有发生变化，循环退出；否则需要继续检测。  
  33.             break;  
  34.     }  
  35. }  
       总结一下acquireShared方法中的逻辑：
       1.调用tryAcquireShared方法进行(控制权)请求，如果请求成功，方法直接返回。
       2.如果请求失败，那么会使用当前线程建立一个共享模式的节点，然后将节点放到同步等待队列的队尾。然后进入一个无限循环。
       3.无限循环中会判断当前同步等待队列中是否有其他线程。
       4.如果没有，再次调用tryAcquireShared进行请求。
       5.如果请求成功，将当前节点设置为同步等待队列头节点，同时检查是否需要继续唤醒下一个共享模式的节点，如果需要就继续执行唤醒动作。当然还会向上传递中断状态，然后主循环退出。
       6.如果同步等待队列中有其他线程(在当前线程前面)，或者第4步的请求失败，那么首先需要检查当前节点是否已经设置"等待唤醒"标记，即将其非取消状态前驱节点的等待状态设置为SIGNAL。
       7.如果未设置"等待唤醒"标记，进行标记设置，然后继续进行无限循环，进入第3步。
       8.如果已经设置"等待唤醒"标记，那么阻塞当前线程(节点)。
       9.当前节点(线程)被唤醒后，设置(传递)中断标记，然后继续进行无限循环，进入第3步。
       10.最后在无限循环退出后，要判断请求是否失败(由于一些原因，循环退出，但请求失败)，如果失败，取消当前节点。      
 
       接下来看一下共享模式下，响应中断的请求方法，这个方法会抛出中断异常：
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * Acquires in shared mode, aborting if interrupted.  Implemented 
  3.  * by first checking interrupt status, then invoking at least once 
  4.  * {@link #tryAcquireShared}, returning on success.  Otherwise the 
  5.  * thread is queued, possibly repeatedly blocking and unblocking, 
  6.  * invoking {@link #tryAcquireShared} until success or the thread 
  7.  * is interrupted. 
  8.  * @param arg the acquire argument 
  9.  * This value is conveyed to {@link #tryAcquireShared} but is 
  10.  * otherwise uninterpreted and can represent anything 
  11.  * you like. 
  12.  * @throws InterruptedException if the current thread is interrupted 
  13.  */  
  14. public final void acquireSharedInterruptibly(int arg) throws InterruptedException {  
  15.     if (Thread.interrupted()) //如果当前线程被中断，抛出中断异常。  
  16.         throw new InterruptedException();  
  17.     if (tryAcquireShared(arg) < 0) //首先调用tryAcquireShared请求方法，请求失败的话，继续调用doAcquireSharedInterruptibly方法。  
  18.         doAcquireSharedInterruptibly(arg);  
  19. }  
       继续看doAcquireSharedInterruptibly方法。
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * Acquires in shared interruptible mode. 
  3.  * @param arg the acquire argument 
  4.  */  
  5. private void doAcquireSharedInterruptibly(int arg)  
  6.     throws InterruptedException {  
  7.     final Node node = addWaiter(Node.SHARED);  
  8.     boolean failed = true;  
  9.     try {  
  10.         for (;;) {  
  11.             final Node p = node.predecessor();  
  12.             if (p == head) {  
  13.                 int r = tryAcquireShared(arg);  
  14.                 if (r >= 0) {  
  15.                     setHeadAndPropagate(node, r);  
  16.                     p.next = null; // help GC  
  17.                     failed = false;  
  18.                     return;  
  19.                 }  
  20.             }  
  21.             if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&  
  22.                 parkAndCheckInterrupt())  
  23.                 throw new InterruptedException(); //区别  
  24.         }  
  25.     } finally {  
  26.         if (failed)  
  27.             cancelAcquire(node);  
  28.     }  
  29. }  
       和doAcquireShared方法基本一致，唯一区别就是没有传递线程中断状态，而是直接抛出中断异常。
 
       最后看一下共享模式下，响应中断并且支持超时的请求方法：
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * Attempts to acquire in shared mode, aborting if interrupted, and 
  3.  * failing if the given timeout elapses.  Implemented by first 
  4.  * checking interrupt status, then invoking at least once {@link 
  5.  * #tryAcquireShared}, returning on success.  Otherwise, the 
  6.  * thread is queued, possibly repeatedly blocking and unblocking, 
  7.  * invoking {@link #tryAcquireShared} until success or the thread 
  8.  * is interrupted or the timeout elapses. 
  9.  * 
  10.  * @param arg the acquire argument.  This value is conveyed to 
  11.  *        {@link #tryAcquireShared} but is otherwise uninterpreted 
  12.  *        and can represent anything you like. 
  13.  * @param nanosTimeout the maximum number of nanoseconds to wait 
  14.  * @return {@code true} if acquired; {@code false} if timed out 
  15.  * @throws InterruptedException if the current thread is interrupted 
  16.  */  
  17. public final boolean tryAcquireSharedNanos(int arg, long nanosTimeout) throws InterruptedException {  
  18.     if (Thread.interrupted()) //如果当前线程被中断，抛出中断异常。  
  19.         throw new InterruptedException();  
  20.     return tryAcquireShared(arg) >= 0 || //首先调用tryAcquireShared请求方法，请求失败的话，继续调用doAcquireSharedNanos方法。  
  21.         doAcquireSharedNanos(arg, nanosTimeout);  
  22. }  
       看下doAcquireSharedNanos方法：
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * Acquires in shared timed mode. 
  3.  * 
  4.  * @param arg the acquire argument 
  5.  * @param nanosTimeout max wait time 
  6.  * @return {@code true} if acquired 
  7.  */  
  8. private boolean doAcquireSharedNanos(int arg, long nanosTimeout)  
  9.     throws InterruptedException {  
  10.     long lastTime = System.nanoTime();  
  11.     final Node node = addWaiter(Node.SHARED);  
  12.     boolean failed = true;  
  13.     try {  
  14.         for (;;) {  
  15.             final Node p = node.predecessor();  
  16.             if (p == head) {  
  17.                 int r = tryAcquireShared(arg);  
  18.                 if (r >= 0) {  
  19.                     setHeadAndPropagate(node, r);  
  20.                     p.next = null; // help GC  
  21.                     failed = false;  
  22.                     return true;  
  23.                 }  
  24.             }  
  25.             if (nanosTimeout <= 0)  
  26.                 return false;  
  27.             if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&  
  28.                 nanosTimeout > spinForTimeoutThreshold)  
  29.                 LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout);  
  30.             long now = System.nanoTime();  
  31.             nanosTimeout -= now - lastTime;  
  32.             lastTime = now;  
  33.             if (Thread.interrupted())  
  34.                 throw new InterruptedException();  
  35.         }  
  36.     } finally {  
  37.         if (failed)  
  38.             cancelAcquire(node);  
  39.     }  
  40. }  
  41. static final long spinForTimeoutThreshold = 1000L;  
       和前面的doAcquireSharedInterruptibly方法类似，区别在于方法实现里面加入了超时时间的检测，如果超时方法返回false。 阻塞部分较之前也有区别，如果剩余的超时时间小于1000纳秒，方法自旋；否则当前线程阻塞一段时间(剩余超时时间时长)。方法实现里其他方法的分析可以 参考前面。
 
       请求方法都分析完毕，下面开始分析释放方法，首先看下独占模式下的释放方法：
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 独占模式下的释放方法。方法实现中，如果tryRelease返回true，会唤醒 
  3.  * 一个或者多个线程。这个方法可以用来实现Lock的unlock方法。 
  4.  * 
  5.  * @param arg the release argument.  This value is conveyed to 
  6.  *        {@link #tryRelease} but is otherwise uninterpreted and 
  7.  *        can represent anything you like. 
  8.  * @return the value returned from {@link #tryRelease} 
  9.  */  
  10. public final boolean release(int arg) {  
  11.     if (tryRelease(arg)) {  
  12.         Node h = head;  
  13.         if (h != null && h.waitStatus != 0)  
  14.             unparkSuccessor(h);  
  15.         return true;  
  16.     }  
  17.     return false;  
  18. }  
       方法中首先调用tryRelease。如果调用成功，继续判断同步等待队列里是否有需要唤醒的线程，如果有，进行唤醒。
       unparkSuccessor方法之前已经分析过，这里看下tryRelease方法，该方法并没有具体实现，而是交给子类去实现：
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 尝试设置(AQS的)状态，反映出独占模式下的一个释放动作。 
  3.  * 
  4.  * 这个方法在线程释放(控制权)的时候被调用。 
  5.  * 
  6.  * <p>The default implementation throws 
  7.  * {@link UnsupportedOperationException}. 
  8.  * 
  9.  * @param arg the release argument. This value is always the one 
  10.  *        passed to a release method, or the current state value upon 
  11.  *        entry to a condition wait.  The value is otherwise 
  12.  *        uninterpreted and can represent anything you like. 
  13.  * @return {@code true} if this object is now in a fully released 
  14.  *         state, so that any waiting threads may attempt to acquire; 
  15.  *         and {@code false} otherwise. 
  16.  * @throws IllegalMonitorStateException if releasing would place this 
  17.  *         synchronizer in an illegal state. This exception must be 
  18.  *         thrown in a consistent fashion for synchronization to work 
  19.  *         correctly. 
  20.  * @throws UnsupportedOperationException if exclusive mode is not supported 
  21.  */  
  22. protected boolean tryRelease(int arg) {  
  23.     throw new UnsupportedOperationException();  
  24. }  
 
 

       最后看下共享模式下的释放方法：

Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 共享模式下的释放方法。方法实现中，如果tryReleaseShared方法 
  3.  * 返回true，那么会唤醒一个或者多个线程。 
  4.  * 
  5.  * @param arg the release argument.  This value is conveyed to 
  6.  *        {@link #tryReleaseShared} but is otherwise uninterpreted 
  7.  *        and can represent anything you like. 
  8.  * @return the value returned from {@link #tryReleaseShared} 
  9.  */  
  10. public final boolean releaseShared(int arg) {  
  11.     if (tryReleaseShared(arg)) {  
  12.         doReleaseShared();  
  13.         return true;  
  14.     }  
  15.     return false;  
  16. }  

       doReleaseShared方法之前已经分析过，这里看下tryReleaseShared方法，该方法并没有具体实现，而是交给子类去实现：

Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 尝试设置(AQS的)状态，反映出共享模式下的一个释放动作。 
  3.  * 
  4.  * 这个方法在线程释放(控制权)的时候被调用。 
  5.  * 
  6.  * <p>The default implementation throws 
  7.  * {@link UnsupportedOperationException}. 
  8.  * 
  9.  * @param arg the release argument. This value is always the one 
  10.  *        passed to a release method, or the current state value upon 
  11.  *        entry to a condition wait.  The value is otherwise 
  12.  *        uninterpreted and can represent anything you like. 
  13.  * @return {@code true} if this release of shared mode may permit a 
  14.  *         waiting acquire (shared or exclusive) to succeed; and 
  15.  *         {@code false} otherwise 
  16.  * @throws IllegalMonitorStateException if releasing would place this 
  17.  *         synchronizer in an illegal state. This exception must be 
  18.  *         thrown in a consistent fashion for synchronization to work 
  19.  *         correctly. 
  20.  * @throws UnsupportedOperationException if shared mode is not supported 
  21.  */  
  22. protected boolean tryReleaseShared(int arg) {  
  23.     throw new UnsupportedOperationException();  
  24. }  

       注意一下！

       AQS开放了几个方法交由子类实现(本类中抛出UnsupportedOperationException)，分别是：
       tryAcquire
       tryRelease
       tryAcquireShared
       tryReleaseShared
       isHeldExclusively
       子类(具体同步器的内部同步机制)一般只需按照具体逻辑实现这几个方法就可以，注意这个方法内部需要考虑线程安全问题。
 
        以上是AQS中最重要的两类流程的方法实现，接下来看一下AQS中提供的一些检查方法：
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 查询同步等待队列中是否有线程在等待(请求控制权)。  
  3.  * 注：因为由中断和超时引起的取消随时会发生，所以此方法并不能保证  
  4.  * 结果准确。 
  5.  * 
  6.  * 方法时间复杂度为常数时间。 
  7.  * 
  8.  * @return {@code true} if there may be other threads waiting to acquire 
  9.  */  
  10. public final boolean hasQueuedThreads() {  
  11.     return head != tail;  
  12. }  
 
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 查询是否有线程竞争发生，也就是说是否有请求发生过阻塞。 
  3.  * 
  4.  * 方法时间复杂度为常数时间。 
  5.  * 
  6.  * @return {@code true} if there has ever been contention 
  7.  */  
  8. public final boolean hasContended() {  
  9.     return head != null;  
  10. }  
 
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 返回同步等待队列中第一个(最前面)线程，如果没有，返回空。 
  3.  * 
  4.  * 正常情况下，方法的时间复杂度为常数时间；如果发生竞争 
  5.  * 会有一些迭代过程。 
  6.  * 
  7.  * @return the first (longest-waiting) thread in the queue, or 
  8.  *         {@code null} if no threads are currently queued 
  9.  */  
  10. public final Thread getFirstQueuedThread() {  
  11.     //先简单判断一下队列中是否有线程，没有的话，直接返回null；否则，调用fullGetFirstQueuedThread方法。  
  12.     return (head == tail) ? null : fullGetFirstQueuedThread();  
  13. }  
  14. /** 
  15.  * Version of getFirstQueuedThread called when fastpath fails 
  16.  */  
  17. private Thread fullGetFirstQueuedThread() {  
  18.     /* 
  19.      * 通常情况下，头结点的next指向的就是队列里第一个节点。 
  20.      * 尝试获取第一个节点的线程域，保证读取的一致性：如果  
  21.      * 线程域为null，或者第一个节点的前驱节点已经不是头节  
  22.      * 点，那么说有其他线程正在调用setHead方法。这里尝试  
  23.      * 获取(比较)两次，如果获取失败，再进行下面的遍历。 
  24.      */  
  25.     Node h, s;  
  26.     Thread st;  
  27.     if (((h = head) != null && (s = h.next) != null &&  
  28.          s.prev == head && (st = s.thread) != null) ||  
  29.         ((h = head) != null && (s = h.next) != null &&  
  30.          s.prev == head && (st = s.thread) != null))  
  31.         return st;  
  32.     /* 
  33.      * 头结点的next域可能还没有设置，或者已经在setHead后被重置。 
  34.      * 所以我们必须验证尾节点是否是真的是第一个节点。如果不是， 
  35.      * 如果不是，从尾节点反向遍历去查找头结点，确保程序退出。 
  36.      */  
  37.     Node t = tail;  
  38.     Thread firstThread = null;  
  39.     while (t != null && t != head) {  
  40.         Thread tt = t.thread;  
  41.         if (tt != null)  
  42.             firstThread = tt;  
  43.         t = t.prev;  
  44.     }  
  45.     return firstThread;  
  46. }  
 
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.     * 判断当前线程是否在同步等待队列中。 
  3.     * 
  4.     * <p>This implementation traverses the queue to determine 
  5.     * presence of the given thread. 
  6.     * 
  7.     * @param thread the thread 
  8.     * @return {@code true} if the given thread is on the queue 
  9.     * @throws NullPointerException if the thread is null 
  10.     */  
  11.    public final boolean isQueued(Thread thread) {  
  12.        if (thread == null)  
  13.            throw new NullPointerException();  
  14.        //反向遍历同步等待队列，查找给定线程是否存在。  
  15.        for (Node p = tail; p != null; p = p.prev)  
  16.            if (p.thread == thread)  
  17.                return true;  
  18.        return false;  
  19.    }  
 
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 如果同步等待队列中第一个线程是独占模式，返回true。 
  3.  * 如果这个方法返回true，并且当前线程正尝试在共享模式下请求，那么可  
  4.  * 以保证当前线程不是同步等待队列里的第一个线程。 
  5.  */  
  6. final boolean apparentlyFirstQueuedIsExclusive() {  
  7.     Node h, s;  
  8.     return (h = head) != null &&  
  9.         (s = h.next)  != null &&  
  10.         !s.isShared()         &&  
  11.         s.thread != null;  
  12. }  
 
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 判断同步等待队列里面是否存在比当前线程更早的线程。 
  3.  * 
  4.  * 相当于调用如下代码： 
  5.  * getFirstQueuedThread() != Thread.currentThread() && hasQueuedThreads() 
  6.  * 
  7.  * <p>Note that because cancellations due to interrupts and 
  8.  * timeouts may occur at any time, a {@code true} return does not 
  9.  * guarantee that some other thread will acquire before the current 
  10.  * thread.  Likewise, it is possible for another thread to win a 
  11.  * race to enqueue after this method has returned {@code false}, 
  12.  * due to the queue being empty. 
  13.  * 
  14.  * 这个方法主要用来避免"插队"问题。 
  15.  * @return {@code true} if there is a queued thread preceding the 
  16.  *         current thread, and {@code false} if the current thread 
  17.  *         is at the head of the queue or the queue is empty 
  18.  * @since 1.7 
  19.  */  
  20. final boolean hasQueuedPredecessors() {  
  21.     // The correctness of this depends on head being initialized  
  22.     // before tail and on head.next being accurate if the current  
  23.     // thread is first in queue.  
  24.     Node t = tail; // Read fields in reverse initialization order  
  25.     Node h = head;  
  26.     Node s;  
  27.     return h != t &&  
  28.         ((s = h.next) == null || s.thread != Thread.currentThread());  
  29. }  
 
 

      最后看一下AQS中提供的一些支持监控功能的方法：

Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 获取当前同步等待队列中线程的(估计)数量。 
  3.  * 
  4.  * @return the estimated number of threads waiting to acquire 
  5.  */  
  6. public final int getQueueLength() {  
  7.     int n = 0;  
  8.     for (Node p = tail; p != null; p = p.prev) {  
  9.         if (p.thread != null)  
  10.             ++n;  
  11.     }  
  12.     return n;  
  13. }  
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 获取当前正在同步等待队列中等待的线程(不精确)。 
  3.  * 
  4.  * @return the collection of threads 
  5.  */  
  6. public final Collection<Thread> getQueuedThreads() {  
  7.     ArrayList<Thread> list = new ArrayList<Thread>();  
  8.     for (Node p = tail; p != null; p = p.prev) {  
  9.         Thread t = p.thread;  
  10.         if (t != null)  
  11.             list.add(t);  
  12.     }  
  13.     return list;  
  14. }  
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 获取当前正在同步等待队列中以独占模式进行等待的线程(不精确)。 
  3.  * 
  4.  * @return the collection of threads 
  5.  */  
  6. public final Collection<Thread> getExclusiveQueuedThreads() {  
  7.     ArrayList<Thread> list = new ArrayList<Thread>();  
  8.     for (Node p = tail; p != null; p = p.prev) {  
  9.         if (!p.isShared()) {  
  10.             Thread t = p.thread;  
  11.             if (t != null)  
  12.                 list.add(t);  
  13.         }  
  14.     }  
  15.     return list;  
  16. }  
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 获取当前正在同步等待队列中以共享模式进行等待的线程(不精确)。 
  3.  * 
  4.  * @return the collection of threads 
  5.  */  
  6. public final Collection<Thread> getSharedQueuedThreads() {  
  7.     ArrayList<Thread> list = new ArrayList<Thread>();  
  8.     for (Node p = tail; p != null; p = p.prev) {  
  9.         if (p.isShared()) {  
  10.             Thread t = p.thread;  
  11.             if (t != null)  
  12.                 list.add(t);  
  13.         }  
  14.     }  
  15.     return list;  
  16. }  
  • 内部类ConditionObject：
       ConditionObject是AQS中提供的一种锁的基础机制，实现了接口Condition。
       Condition是一种类似于Object监视条件的一种机制，相对于Object来说，Condition能让线程在各自条件下的等待队列等待，而不是像Object一样，在同一个等待队列里面等待。
       Condition提供了await/signal/signalAll来支持与Object wait/notify/nofityAll类似的功能。
       Condition由Lock内建支持，使用起来会很方便，直接调用Lock的newCondition方法，便可以获得一个与其相关联的条件对象。
 
       Condition接口的方法定义：
Java代码  收藏代码
  1. public interface Condition {  
  2.     void await() throws InterruptedException;  
  3.     void awaitUninterruptibly();  
  4.     long awaitNanos(long nanosTimeout) throws InterruptedException;  
  5.     boolean await(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;  
  6.     boolean awaitUntil(Date deadline) throws InterruptedException;  
  7.     void signal();  
  8.     void signalAll();  
  9. }  
 
 

      接下来分析ConditionObject类中的实现，首先看下内部数据结构：

Java代码  收藏代码
  1. public class ConditionObject implements Condition, java.io.Serializable {  
  2.     private static final long serialVersionUID = 1173984872572414699L;  
  3.     /** First node of condition queue. */  
  4.     private transient Node firstWaiter;  
  5.     /** Last node of condition queue. */  
  6.     private transient Node lastWaiter;  
  7.     /** 
  8.      * Creates a new <tt>ConditionObject</tt> instance. 
  9.      */  
  10.     public ConditionObject() { }  
  11.     ...  
  12. }  

       内部结构非常简单，也是链表结构，表示一个条件等待队列。(每个条件一个队列)

 
       像AQS一样，从等待和唤醒两条主线开始分析，先看一下支持中断的等待方法，await方法。
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 可中断的条件等待方法. 
  3.  * <ol> 
  4.  * <li> If current thread is interrupted, throw InterruptedException. 
  5.  * <li> Save lock state returned by {@link #getState}. 
  6.  * <li> Invoke {@link #release} with 
  7.  *      saved state as argument, throwing 
  8.  *      IllegalMonitorStateException if it fails. 
  9.  * <li> Block until signalled or interrupted. 
  10.  * <li> Reacquire by invoking specialized version of 
  11.  *      {@link #acquire} with saved state as argument. 
  12.  * <li> If interrupted while blocked in step 4, throw InterruptedException. 
  13.  * </ol> 
  14.  */  
  15. public final void await() throws InterruptedException {  
  16.     if (Thread.interrupted()) //如果当前线程被中断，抛出InterruptedException异常。  
  17.         throw new InterruptedException();  
  18.     //将当前线程添加到条件等待队列。  
  19.     Node node = addConditionWaiter();  
  20.     //释放当前线程对AQS的控制权，并返回当前AQS中的state值。  
  21.     int savedState = fullyRelease(node);  
  22.     int interruptMode = 0;  
  23.     while (!isOnSyncQueue(node)) {  
  24.         //如果当前线程不在AQS的同步等待队列中，那么阻塞当前线程。  
  25.         LockSupport.park(this);  
  26.         //其他线程调用相同条件上的signal/signalALl方法时，会将这个节点从条件队列转义到AQS的同步等待队列中。  
  27.         //被唤醒后需要检查是否在等待过程中被中断。  
  28.         if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)   
  29.             break; //如果发生了中断，退出循环。  
  30.     }  
  31.     //重新请求AQS的控制权。  
  32.     if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)  
  33.         interruptMode = REINTERRUPT;  
  34.     if (node.nextWaiter != null) // clean up if cancelled  
  35.         unlinkCancelledWaiters();  
  36.     if (interruptMode != 0) //如果上面发生过中断，这里处理中断。  
  37.         reportInterruptAfterWait(interruptMode);  
  38. }  
       先看下上面方法内部调用的addConditionWaiter方法：
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * Adds a new waiter to wait queue. 
  3.  * @return its new wait node 
  4.  */  
  5. private Node addConditionWaiter() {  
  6.     Node t = lastWaiter;  
  7.     // If lastWaiter is cancelled, clean out.  
  8.     if (t != null && t.waitStatus != Node.CONDITION) {  
  9.         unlinkCancelledWaiters();  
  10.         t = lastWaiter;  
  11.     }  
  12.     //创建一个当前线程对应的节点。  
  13.     Node node = new Node(Thread.currentThread(), Node.CONDITION);  
  14.     if (t == null) //如果是队列中第一个节点，那么将firstWaiter指向这个节点，后面也会将lastWaiter指向这个节点。  
  15.         firstWaiter = node;  
  16.     else //如果是队列中已经存在其他节点，那么将原本lastWaiter的nextWaiter指向当前节点。  
  17.         t.nextWaiter = node;  
  18.     lastWaiter = node; //最后将lastWaiter指向当前节点。  
  19.     return node; //返回当前节点。  
  20. }  
       看下方法中调用的unlinkCancelledWaiters方法：
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 移除条件等待队列中的取消状态节点。这个方法一定是在持有锁  
  3.  * (拥有AQS控制权)的情况下被调用的(所以不存在竞争)。  
  4.  * 当等待条件时被(节点的线程)取消，或者当lastWaiter被取消后   
  5.  * 条件等待队列中进入了一个新节点时会调用这个方法。 
  6.  * 这个方法需要避免由于没有signal而引起的垃圾滞留。所以尽管 
  7.  * 方法内会做一个完全遍历，也只有超时获或取消时(没有signal的 
  8.  * 情况下)才被调用。方法中会遍历所有节点，切断所有指向垃圾节 
  9.  * 点的引用，而不是一次取消切断一个引用。 
  10.  */  
  11. private void unlinkCancelledWaiters() {  
  12.     //获取条件等待队列的头节点t  
  13.     Node t = firstWaiter;  
  14.     Node trail = null;  
  15.     while (t != null) {  
  16.         //如果队列中有等待节点。获取头节点的nextWaiter节点next。  
  17.         Node next = t.nextWaiter;  
  18.         if (t.waitStatus != Node.CONDITION) {  
  19.             //如果t被取消。将t的nextWaiter置空。  
  20.             t.nextWaiter = null;  
  21.             if (trail == null) //将next设置为头节点(移除之前的取消节点)  
  22.                 firstWaiter = next;  
  23.             else //否则说明队列前端有未取消的节点，这里做下拼接(移除中间的取消节点)  
  24.                 trail.nextWaiter = next;  
  25.             if (next == null)  
  26.                 lastWaiter = trail; //最后设置尾节点。  
  27.         }  
  28.         else //如果t没被取消。将trail指向t。  
  29.             trail = t;  
  30.         t = next;  
  31.     }  
  32. }  
       再继续看下await方法中调用的fullyRelease方法：
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 调用release方法并传入当前的state。 
  3.  * 调用成功会返回传入release方法之前的state. 
  4.  * 失败会抛出异常，并取消当前节点。 
  5.  * @param node the condition node for this wait 
  6.  * @return previous sync state 
  7.  */  
  8. final int fullyRelease(Node node) {  
  9.     boolean failed = true;  
  10.     try {  
  11.         int savedState = getState();  
  12.         if (release(savedState)) {  
  13.             failed = false;  
  14.             return savedState;  
  15.         } else {  
  16.             throw new IllegalMonitorStateException();  
  17.         }  
  18.     } finally {  
  19.         if (failed)  
  20.             node.waitStatus = Node.CANCELLED;  
  21.     }  
  22. }  
       看下await方法中调用的isOnSyncQueue方法：
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 如果一个node最初放在一个条件队列里，而现在正在AQS的同步等待队列里， 
  3.  * 返回true。 
  4.  * @param node the node 
  5.  * @return true if is reacquiring 
  6.  */  
  7. final boolean isOnSyncQueue(Node node) {  
  8.     if (node.waitStatus == Node.CONDITION || node.prev == null)  
  9.         return false;  
  10.     if (node.next != null) //如果有后继节点，说明肯定在AQS同步等待队列里。  
  11.         return true;  
  12.     /* 
  13.      * 之前的代码中分析到过，node.prev不为空并不能说明节点在AQS的  
  14.      * 同步等待队列里面，因为后续的CAS操作可能会失败，所以这里从尾节  
  15.      * 开始反向遍历。  
  16.      */  
  17.     return findNodeFromTail(node);  
  18. }  
  19. /** 
  20.  * Returns true if node is on sync queue by searching backwards from tail. 
  21.  * Called only when needed by isOnSyncQueue. 
  22.  * @return true if present 
  23.  */  
  24. private boolean findNodeFromTail(Node node) {  
  25.     Node t = tail;  
  26.     for (;;) {  
  27.         if (t == node)  
  28.             return true;  
  29.         if (t == null)  
  30.             return false;  
  31.         t = t.prev;  
  32.     }  
  33. }  
       看下await方法中调用的checkInterruptWhileWaiting方法：
Java代码  收藏代码
  1.     /** 在等待退出时重新中断(传递中断状态) */  
  2.     private static final int REINTERRUPT =  1;  
  3.     /** 在等待退出时抛出异常 */  
  4.     private static final int THROW_IE    = -1;  
  5.     /** 
  6.      * Checks for interrupt, returning THROW_IE if interrupted 
  7.      * before signalled, REINTERRUPT if after signalled, or 
  8.      * 0 if not interrupted. 
  9.      */  
  10.     private int checkInterruptWhileWaiting(Node node) {  
  11.         return Thread.interrupted() ?  
  12.             (transferAfterCancelledWait(node) ? THROW_IE : REINTERRUPT) :  
  13.             0;  
  14.     }  
  15. /** 
  16.  * 在取消等待后，将节点转移到同步队列中。如果线程在唤醒钱被 
  17.  * 取消，返回true。 
  18.  * @param current the waiting thread 
  19.  * @param node its node 
  20.  * @return true if cancelled before the node was signalled 
  21.  */  
  22. final boolean transferAfterCancelledWait(Node node) {  
  23.     if (compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0)) {  
  24.         enq(node);  
  25.         return true;  
  26.     }  
  27.     /* 
  28.      * If we lost out to a signal(), then we can't proceed 
  29.      * until it finishes its enq().  Cancelling during an 
  30.      * incomplete transfer is both rare and transient, so just 
  31.      * spin. 
  32.      */  
  33.     while (!isOnSyncQueue(node))  
  34.         Thread.yield();  
  35.     return false;  
  36. }  
       最后看下await方法中调用的reportInterruptAfterWait方法：
Java代码  收藏代码
  1.     /** 
  2.      * Throws InterruptedException, reinterrupts current thread, or 
  3.      * does nothing, depending on mode. 
  4.      */  
  5.     private void reportInterruptAfterWait(int interruptMode)  
  6.         throws InterruptedException {  
  7.         if (interruptMode == THROW_IE)  
  8.             throw new InterruptedException();  
  9.         else if (interruptMode == REINTERRUPT)  
  10.             selfInterrupt();  
  11.     }  
  12. /** 
  13.  * Convenience method to interrupt current thread. 
  14.  */  
  15. private static void selfInterrupt() {  
  16.     Thread.currentThread().interrupt();  
  17. }  
       总结一下await方法中的逻辑：
       1.如果当前线程有中断状态，抛出InterruptedException异常。
       2.添加当前线程到条件等待队列。
       3.释放当前线程对AQS的控制权，并保存释放前AQS的状态(state域)。
       4.进入条件循环，条件为判断当前线程是否在AQS同步队列中，如果不在那么阻塞当前线程；如果在AQS同步队列中，就到第7步。
       5.当前线程被(其他线程)唤醒后，要检查等待过程中是否被中断或者取消，如果不是，继续循环，到第4步。
       6.如果是，保存中断状态和模式，然后退出条件循环。
       7.请求AQS控制权，然后做一些收尾工作，如果被取消，清理一下条件等待队列；然后按照中断模式处理一下中断。  
       
 
       然后看一下不能中断的等待方法，awaitUninterruptibly方法：
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * Implements uninterruptible condition wait. 
  3.  * <ol> 
  4.  * <li> Save lock state returned by {@link #getState}. 
  5.  * <li> Invoke {@link #release} with 
  6.  *      saved state as argument, throwing 
  7.  *      IllegalMonitorStateException if it fails. 
  8.  * <li> Block until signalled. 
  9.  * <li> Reacquire by invoking specialized version of 
  10.  *      {@link #acquire} with saved state as argument. 
  11.  * </ol> 
  12.  */  
  13. public final void awaitUninterruptibly() {  
  14.     Node node = addConditionWaiter();  
  15.     int savedState = fullyRelease(node);  
  16.     boolean interrupted = false;  
  17.     while (!isOnSyncQueue(node)) {  
  18.         LockSupport.park(this);  
  19.         if (Thread.interrupted())  
  20.             interrupted = true;  
  21.     }  
  22.     if (acquireQueued(node, savedState) || interrupted)  
  23.         selfInterrupt();  
  24. }  
       awaitUninterruptibly的逻辑相对await来说更加明确，条件循环中如果线程被中断，直接退出。后续只需要传递中断状态即可。
 
       再看一下支持超时和中断的等待方法，awaitNanos和await(long time, TimeUnit unit)方法：
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * Implements timed condition wait. 
  3.  * <ol> 
  4.  * <li> If current thread is interrupted, throw InterruptedException. 
  5.  * <li> Save lock state returned by {@link #getState}. 
  6.  * <li> Invoke {@link #release} with 
  7.  *      saved state as argument, throwing 
  8.  *      IllegalMonitorStateException if it fails. 
  9.  * <li> Block until signalled, interrupted, or timed out. 
  10.  * <li> Reacquire by invoking specialized version of 
  11.  *      {@link #acquire} with saved state as argument. 
  12.  * <li> If interrupted while blocked in step 4, throw InterruptedException. 
  13.  * </ol> 
  14.  */  
  15. public final long awaitNanos(long nanosTimeout) throws InterruptedException {  
  16.     if (Thread.interrupted())  
  17.         throw new InterruptedException();  
  18.     Node node = addConditionWaiter();  
  19.     int savedState = fullyRelease(node);  
  20.     long lastTime = System.nanoTime();  
  21.     int interruptMode = 0;  
  22.     while (!isOnSyncQueue(node)) {  
  23.         if (nanosTimeout <= 0L) {  
  24.             transferAfterCancelledWait(node);  
  25.             break;  
  26.         }  
  27.         LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout);  
  28.         if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)  
  29.             break;  
  30.         long now = System.nanoTime();  
  31.         nanosTimeout -= now - lastTime;  
  32.         lastTime = now;  
  33.     }  
  34.     if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)  
  35.         interruptMode = REINTERRUPT;  
  36.     if (node.nextWaiter != null)  
  37.         unlinkCancelledWaiters();  
  38.     if (interruptMode != 0)  
  39.         reportInterruptAfterWait(interruptMode);  
  40.     return nanosTimeout - (System.nanoTime() - lastTime);  
  41. }  
  42. /** 
  43.  * Implements timed condition wait. 
  44.  * <ol> 
  45.  * <li> If current thread is interrupted, throw InterruptedException. 
  46.  * <li> Save lock state returned by {@link #getState}. 
  47.  * <li> Invoke {@link #release} with 
  48.  *      saved state as argument, throwing 
  49.  *      IllegalMonitorStateException if it fails. 
  50.  * <li> Block until signalled, interrupted, or timed out. 
  51.  * <li> Reacquire by invoking specialized version of 
  52.  *      {@link #acquire} with saved state as argument. 
  53.  * <li> If interrupted while blocked in step 4, throw InterruptedException. 
  54.  * <li> If timed out while blocked in step 4, return false, else true. 
  55.  * </ol> 
  56.  */  
  57. public final boolean await(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException {  
  58.     if (unit == null)  
  59.         throw new NullPointerException();  
  60.     long nanosTimeout = unit.toNanos(time);  
  61.     if (Thread.interrupted())  
  62.         throw new InterruptedException();  
  63.     Node node = addConditionWaiter();  
  64.     int savedState = fullyRelease(node);  
  65.     long lastTime = System.nanoTime();  
  66.     boolean timedout = false;  
  67.     int interruptMode = 0;  
  68.     while (!isOnSyncQueue(node)) {  
  69.         if (nanosTimeout <= 0L) {  
  70.             timedout = transferAfterCancelledWait(node);  
  71.             break;  
  72.         }  
  73.         if (nanosTimeout >= spinForTimeoutThreshold)  
  74.             LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout);  
  75.         if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)  
  76.             break;  
  77.         long now = System.nanoTime();  
  78.         nanosTimeout -= now - lastTime;  
  79.         lastTime = now;  
  80.     }  
  81.     if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)  
  82.         interruptMode = REINTERRUPT;  
  83.     if (node.nextWaiter != null)  
  84.         unlinkCancelledWaiters();  
  85.     if (interruptMode != 0)  
  86.         reportInterruptAfterWait(interruptMode);  
  87.     return !timedout;  
  88. }  
       和await相比，这两个方法只是加入了超时取消的机制。
 
       最后看一下支持限时和中断的等待方法，awaitUntil方法：
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * Implements absolute timed condition wait. 
  3.  * <ol> 
  4.  * <li> If current thread is interrupted, throw InterruptedException. 
  5.  * <li> Save lock state returned by {@link #getState}. 
  6.  * <li> Invoke {@link #release} with 
  7.  *      saved state as argument, throwing 
  8.  *      IllegalMonitorStateException if it fails. 
  9.  * <li> Block until signalled, interrupted, or timed out. 
  10.  * <li> Reacquire by invoking specialized version of 
  11.  *      {@link #acquire} with saved state as argument. 
  12.  * <li> If interrupted while blocked in step 4, throw InterruptedException. 
  13.  * <li> If timed out while blocked in step 4, return false, else true. 
  14.  * </ol> 
  15.  */  
  16. public final boolean awaitUntil(Date deadline) throws InterruptedException {  
  17.     if (deadline == null)  
  18.         throw new NullPointerException();  
  19.     long abstime = deadline.getTime();  
  20.     if (Thread.interrupted())  
  21.         throw new InterruptedException();  
  22.     Node node = addConditionWaiter();  
  23.     int savedState = fullyRelease(node);  
  24.     boolean timedout = false;  
  25.     int interruptMode = 0;  
  26.     while (!isOnSyncQueue(node)) {  
  27.         if (System.currentTimeMillis() > abstime) {  
  28.             timedout = transferAfterCancelledWait(node);  
  29.             break;  
  30.         }  
  31.         LockSupport.parkUntil(this, abstime);  
  32.         if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)  
  33.             break;  
  34.     }  
  35.     if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)  
  36.         interruptMode = REINTERRUPT;  
  37.     if (node.nextWaiter != null)  
  38.         unlinkCancelledWaiters();  
  39.     if (interruptMode != 0)  
  40.         reportInterruptAfterWait(interruptMode);  
  41.     return !timedout;  
  42. }  
       和awaitNanos基本一致，只是时间检测变成了和绝对时间相比较，而不是去判断超时时间的剩余量。
 
       分析完了等待方法，再分析下唤醒方法，先看一下signal方法。
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 将条件等待队列里面等待时间最长(链表最前面)的线程(如果存在的话)  
  3.  * 移动到AQS同步等待队列里面。 
  4.  * 
  5.  * @throws IllegalMonitorStateException if {@link #isHeldExclusively} 
  6.  *         returns {@code false} 
  7.  */  
  8. public final void signal() {  
  9.     //判断AQS的控制权是否被当前线程以独占的方式持有。如果不是，抛出IllegalMonitorStateException异常。  
  10.     if (!isHeldExclusively())  
  11.         throw new IllegalMonitorStateException();  
  12.     Node first = firstWaiter;  
  13.     if (first != null) //如果有线程在条件队列里面等待，那么执行doSignal方法。  
  14.         doSignal(first);  
  15. }  
       看下doSignal方法：
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * Removes and transfers nodes until hit non-cancelled one or 
  3.  * null. Split out from signal in part to encourage compilers 
  4.  * to inline the case of no waiters. 
  5.  * @param first (non-null) the first node on condition queue 
  6.  */  
  7. private void doSignal(Node first) {  
  8.     do {  
  9.         //移除first  
  10.         if ( (firstWaiter = first.nextWaiter) == null)  
  11.             lastWaiter = null;  
  12.         first.nextWaiter = null;  
  13.         //然后调用transferForSignal，如果调用失败且条件等待队列不为空，继续上面过程；否则方法结束。  
  14.     } while (!transferForSignal(first) &&  
  15.              (first = firstWaiter) != null);  
  16. }  
       看下transferForSignal方法：
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 将一个节点从条件等待队列转移到同步等待队列。 
  3.  * 如果成功，返回true。 
  4.  * @param node the node 
  5.  * @return true if successfully transferred (else the node was 
  6.  * cancelled before signal). 
  7.  */  
  8. final boolean transferForSignal(Node node) {  
  9.     /* 
  10.      * 如果设置等待状态失败，说明节点已经被取消了，直接返回false。 
  11.      */  
  12.     if (!compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0))  
  13.         return false;  
  14.     /* 
  15.      * Splice onto queue and try to set waitStatus of predecessor to 
  16.      * indicate that thread is (probably) waiting. If cancelled or 
  17.      * attempt to set waitStatus fails, wake up to resync (in which 
  18.      * case the waitStatus can be transiently and harmlessly wrong). 
  19.      */  
  20.     //将node加入到AQS同步等待队列中，并返回node的前驱节点。  
  21.     Node p = enq(node);  
  22.     int ws = p.waitStatus;  
  23.     //如果前驱节点被取消，或者尝试设置前驱节点的状态为SIGNAL(表示node节点需要唤醒)失败，那么唤醒node节点上的线程。  
  24.     if (ws > 0 || !compareAndSetWaitStatus(p, ws, Node.SIGNAL))  
  25.         LockSupport.unpark(node.thread);  
  26.     return true;  
  27. }  
       再看一下signalAll方法，相对于signal方法，signalAll方法会将条件等待队列中全部线程都移动到AQS的同步等待队列中：
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * Moves all threads from the wait queue for this condition to 
  3.  * the wait queue for the owning lock. 
  4.  * 
  5.  * @throws IllegalMonitorStateException if {@link #isHeldExclusively} 
  6.  *         returns {@code false} 
  7.  */  
  8. public final void signalAll() {  
  9.     if (!isHeldExclusively())  
  10.         throw new IllegalMonitorStateException();  
  11.     Node first = firstWaiter;  
  12.     if (first != null)  
  13.         doSignalAll(first); //与signal唯一区别是这里调用了doSignalAll方法。  
  14. }  
       继续看doSignalAll方法：
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * Removes and transfers all nodes. 
  3.  * @param first (non-null) the first node on condition queue 
  4.  */  
  5. private void doSignalAll(Node first) {  
  6.     //首先将条件队列的头尾节点置空  
  7.     lastWaiter = firstWaiter = null;  
  8.     do {  
  9.         Node next = first.nextWaiter;  
  10.         first.nextWaiter = null;  
  11.         //移动first指向的节点，然后将first指向下一个节点，直到最后。  
  12.         transferForSignal(first);  
  13.         first = next;  
  14.     } while (first != null);  
  15. }  
       结合之前的await小总结一下：
       await就是把当前线程放到对应条件的等待队列里面，然后阻塞当前线程。
       signal就是把对应条件的等待队里的线程移动到对应AQS的同步等待队列里面，随后线程会被唤醒。 
 
       注：await存在"伪唤醒"问题，所以被唤醒后应该再次检测等待条件：
       while(condition不满足) { conditionObject.await() }
               
       最后看一下ConditionObject提供的一些支持监测功能的方法：
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 判断当前条件是否由给定的同步器(AQS)创建。 
  3.  * 
  4.  * @return {@code true} if owned 
  5.  */  
  6. final boolean isOwnedBy(AbstractQueuedSynchronizer sync) {  
  7.     return sync == AbstractQueuedSynchronizer.this;  
  8. }  
 
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 判断当前条件队列中是否存在等待的线程。 
  3.  * 
  4.  * @return {@code true} if there are any waiting threads 
  5.  * @throws IllegalMonitorStateException if {@link #isHeldExclusively} 
  6.  *         returns {@code false} 
  7.  */  
  8. protected final boolean hasWaiters() {  
  9.     if (!isHeldExclusively()) //前提必须是当前线程独占的持有控制权。  
  10.         throw new IllegalMonitorStateException();  
  11.     //遍历条件等待队列，查找等待线程(节点)  
  12.     for (Node w = firstWaiter; w != null; w = w.nextWaiter) {  
  13.         if (w.waitStatus == Node.CONDITION)  
  14.             return true;  
  15.     }  
  16.     return false;  
  17. }  
 
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 获取当前条件等待队列中等待线程的(估计)数量。 
  3.  * Implements {@link AbstractQueuedSynchronizer#getWaitQueueLength}. 
  4.  * 
  5.  * @return the estimated number of waiting threads 
  6.  * @throws IllegalMonitorStateException if {@link #isHeldExclusively} 
  7.  *         returns {@code false} 
  8.  */  
  9. protected final int getWaitQueueLength() {  
  10.     if (!isHeldExclusively())   
  11.         throw new IllegalMonitorStateException();  
  12.     int n = 0;  
  13.     for (Node w = firstWaiter; w != null; w = w.nextWaiter) {  
  14.         if (w.waitStatus == Node.CONDITION)  
  15.             ++n;  
  16.     }  
  17.     return n;  
  18. }  
 
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 获取当前条件等待队列中的等待线程。 
  3.  * Implements {@link AbstractQueuedSynchronizer#getWaitingThreads}. 
  4.  * 
  5.  * @return the collection of threads 
  6.  * @throws IllegalMonitorStateException if {@link #isHeldExclusively} 
  7.  *         returns {@code false} 
  8.  */  
  9. protected final Collection<Thread> getWaitingThreads() {  
  10.     if (!isHeldExclusively())  
  11.         throw new IllegalMonitorStateException();  
  12.     ArrayList<Thread> list = new ArrayList<Thread>();  
  13.     for (Node w = firstWaiter; w != null; w = w.nextWaiter) {  
  14.         if (w.waitStatus == Node.CONDITION) {  
  15.             Thread t = w.thread;  
  16.             if (t != null)  
  17.                 list.add(t);  
  18.         }  
  19.     }  
  20.     return list;  
  21. }  
 
 
  • AQS继承了类java.util.concurrent.locks.AbstractOwnableSynchronizer，看下这个类的代码：
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * A synchronizer that may be exclusively owned by a thread.  This 
  3.  * class provides a basis for creating locks and related synchronizers 
  4.  * that may entail a notion of ownership.  The 
  5.  * <tt>AbstractOwnableSynchronizer</tt> class itself does not manage or 
  6.  * use this information. However, subclasses and tools may use 
  7.  * appropriately maintained values to help control and monitor access 
  8.  * and provide diagnostics. 
  9.  * 
  10.  * @since 1.6 
  11.  * @author Doug Lea 
  12.  */  
  13. public abstract class AbstractOwnableSynchronizer  
  14.     implements java.io.Serializable {  
  15.     /** Use serial ID even though all fields transient. */  
  16.     private static final long serialVersionUID = 3737899427754241961L;  
  17.     /** 
  18.      * Empty constructor for use by subclasses. 
  19.      */  
  20.     protected AbstractOwnableSynchronizer() { }  
  21.     /** 
  22.      * The current owner of exclusive mode synchronization. 
  23.      */  
  24.     private transient Thread exclusiveOwnerThread;  
  25.     /** 
  26.      * Sets the thread that currently owns exclusive access. A 
  27.      * <tt>null</tt> argument indicates that no thread owns access. 
  28.      * This method does not otherwise impose any synchronization or 
  29.      * <tt>volatile</tt> field accesses. 
  30.      */  
  31.     protected final void setExclusiveOwnerThread(Thread t) {  
  32.         exclusiveOwnerThread = t;  
  33.     }  
  34.     /** 
  35.      * Returns the thread last set by 
  36.      * <tt>setExclusiveOwnerThread</tt>, or <tt>null</tt> if never 
  37.      * set.  This method does not otherwise impose any synchronization 
  38.      * or <tt>volatile</tt> field accesses. 
  39.      * @return the owner thread 
  40.      */  
  41.     protected final Thread getExclusiveOwnerThread() {  
  42.         return exclusiveOwnerThread;  
  43.     }  
  44. }  

       这个类提供了独占模式下的同步器控制权的信息，比如Lock或者其他相关的同步器。从代码中也可以看到，可以设置和获取拥有独占控制权的线程信息。

 
  • 最后，java.util.concurrent.locks包还提供了一个 AbstractQueuedLongSynchronizer同步基础类，内部代码和AQS基本一致，唯一区别是 AbstractQueuedLongSynchronizer中管理的是一个long型的状态，需要构建使用64bit信息的同步器可以基于这个类进行 构建，用法和AQS一致，这里就不具体说明了。
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