ReentrantLock类的hasQueuedPredecessors方法和head节点的含义
部分启发来源自文章:Java并发编程--Lock
PART 1
1、如果h==t成立,h和t均为null或是同一个具体的节点,无后继节点,返回false。
2、如果h!=t成立,head.next是否为null,如果为null,返回true。什么情况下h!=t的同时h.next==null??,有其他线程第一次正在入队时,可能会出现。见AQS的enq方法,compareAndSetHead(node)完成,还没执行tail=head语句时,此时tail=null,head=newNode,head.next=null。
3、如果h!=t成立,head.next != null,则判断head.next是否是当前线程,如果是返回false,否则返回true(head节点是获取到锁的节点,但是任意时刻head节点可能占用着锁,也可能释放了锁(unlock()),未被阻塞的head.next节点对应的线程在任意时刻都是有必要去尝试获取锁)
1 public final boolean hasQueuedPredecessors() { 2 Node t = tail; 3 Node h = head; 4 Node s; 5 return h != t && 6 ((s = h.next) == null || s.thread != Thread.currentThread()); 7 }
PART 2 解释为什么要判断:s.thread != Thread.currentThread()
评论区3楼的提问差点让我以为我这里理解错并写错了,现在是12月,文章是4月份写的,都快忘光了...仔细再把文章和源码读了读,发现本文写的确实不够详细,有个地方还写的有点问题,漏了一些细节,因此来补充一下。 ---20191217
1、
根据ReentrantLock的解锁流程,也就是下面四个方法,可以看到当线程释放锁之后还是会在队列的head节点,但会把head的后续可唤醒节点进行唤醒(unpark)
也就是说任意时刻,head节点可能占用着锁(除了第一次执行enq()入队列时,head仅仅是个new Node(),没有实际对应任何线程,但是却“隐式”对应第一个获得锁但并未入队列的线程,和后续的head在含义上保持一致),也可能释放了锁(unlock()),未被阻塞的head.next节点对应的线程在任意时刻都是有必要去尝试获取锁
1 public void unlock() { 2 sync.release(1); 3 }
2、
尝试释放锁,释放成功后把head.next从阻塞中唤醒
从这里以及后续的3和4可以看出,虽然线程已经释放了锁(state设置为0),但是并没有把head指向链表的下个节点(即进行类似head = head.next的操作)
这里就对应的第1点里说的,如果这里能看到,那么久可以直接看第5点了
1 public final boolean release(int arg) { 2 if (tryRelease(arg)) { 3 Node h = head; 4 if (h != null && h.waitStatus != 0) 5 unparkSuccessor(h); 6 return true; 7 } 8 return false; 9 }
3、
把state-1
当state=0时,把exclusiveOwnerThread设置为null,说明线程释放了锁
1 protected final boolean tryRelease(int releases) { 2 int c = getState() - releases; 3 if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread()) 4 throw new IllegalMonitorStateException(); 5 boolean free = false; 6 if (c == 0) { 7 free = true; 8 setExclusiveOwnerThread(null); 9 } 10 setState(c); 11 return free; 12 }
4、
把head.next指向下一个waitStatus<=0的节点,并把该节点从阻塞中唤醒
1 private void unparkSuccessor(Node node) { 2 int ws = node.waitStatus; 3 if (ws < 0) 4 compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0); 5 6 Node s = node.next; 7 if (s == null || s.waitStatus > 0) { 8 // 这里没看懂为什么要从tail节点倒序遍历? 9 // 不是应该从head.next节点开始遍历更快嘛? 10 s = null; 11 for (Node t = tail; t != null && t != node; t = t.prev) 12 if (t.waitStatus <= 0) 13 s = t; 14 } 15 if (s != null) 16 LockSupport.unpark(s.thread); 17 }
5、
需要提前知道一点:hasQueuedPredecessors()方法只在tryAcquire()方法里面被调用执行过,hasQueuedPredecessors()返回false表示要尝试获取锁
线程加锁的流程是:.lock() -> .acquire() -> tryAcquire()
这里我们先假设一个场景:A线程获取到了锁,然后B线程尝试去获取锁但是获取不到,此时链表的head是对用A线程,head.next对应B线程
当在B线程在第2行的tryAcquire()里面无法获取到锁时,线程B会通过下面第3行的addWaiter()方法被加入到等待链表当中,然后在第3行的acquireQueued()方法和第38行的parkAndCheckInterrupt()中park进入等待状态
在A线程释放锁之后,B线程会从38行处开始重新苏醒然后进入for(;;)循环,当B线程执行到第28行即再次执行tryAcquire()时,然后就会依次执行hasQueuedPredecessors()和s.thread != Thread.currentThread()。由前文可知,此时head仍然指向A线程,head.next也就是此处的s指向的是B线程,也同时是当前线程,所以s.thread != Thread.currentThread()为false,即此时需要尝试获取锁(再次重复这句话:未被阻塞的head.next节点对应的线程在任意时刻都是有必要去尝试获取锁)。
当此处B线程终于获得锁之后,会在第30行处把head指向B线程对应的链表结点。
1 public final void acquire(int arg) { 2 if (!tryAcquire(arg) && 3 acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)) 4 selfInterrupt(); 5 } 6 7 protected final boolean tryAcquire(int acquires) { 8 // 省略部分不重要的 9 10 if (c == 0) { 11 if (!hasQueuedPredecessors() && 12 compareAndSetState(0, acquires)) { 13 setExclusiveOwnerThread(current); 14 return true; 15 } 16 } 17 18 // 省略部分不重要的 19 } 20 21 final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) { 22 boolean failed = true; 23 try { 24 boolean interrupted = false; 25 for (;;) { 26 final Node p = node.predecessor(); 27 // 这里又执行了tryAcquire 28 if (p == head && tryAcquire(arg)) { 29 // 把head指向当前节点 30 setHead(node); 31 p.next = null; // help GC 32 failed = false; 33 return interrupted; 34 } 35 // 获取不到锁,会在此处进入线程等待状态 36 // 后续被唤醒的话,也是从这里出来,然后继续for循环 37 if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) && 38 parkAndCheckInterrupt()) 39 interrupted = true; 40 } 41 } finally { 42 if (failed) 43 cancelAcquire(node); 44 } 45 }