在【Java并發編程實戰】—–“J.U.C”：CLH隊列鎖提過，AQS里面的CLH隊列是CLH同步鎖的一種變形。

其主要從雙方面進行了改造：節點的結構與節點等待機制。在結構上引入了頭結點和尾節點，他們分別指向隊列的頭和尾，嘗試獲取鎖、入隊列、釋放鎖等實現都與頭尾節點相關。而且每一個節點都引入前驅節點和后興許節點的引用；在等待機制上由原來的自旋改成堵塞喚醒。

其結構例如以下：

知道其結構了，我們再看看他的實現。在線程獲取鎖時會調用AQS的acquire()方法。該方法第一次嘗試獲取鎖假設失敗，會將該線程增加到CLH隊列中：public final void acquire(int arg) {

if (!tryAcquire(arg) &&

acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))

selfInterrupt();

}

addWaiter：private Node addWaiter(Node mode) {

Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);

Node pred = tail;

if (pred != null) {

node.prev = pred;

if (compareAndSetTail(pred, node)) {

pred.next = node;

return node;

}

}

enq(node);

return node;

}

這是addWaiter()的實現，在厘清這段代碼之前我們要先看一個更重要的東東，Node,CLH隊列的節點。

其源代碼例如以下：static final class Node {

/** 線程已被取消 */

static final int CANCELLED = 1;

/** 當前線程的后繼線程須要被unpark(喚醒) */

static final int SIGNAL = -1;

/** 線程(處在Condition休眠狀態)在等待Condition喚醒 */

static final int CONDITION = -2;

/** 共享鎖 */

static final Node SHARED = new Node();

/** 獨占鎖 */

static final Node EXCLUSIVE = null;

volatile int waitStatus;

/** 前繼節點 */

volatile Node prev;

/** 后繼節點 */

volatile Node next;

volatile Thread thread;

Node nextWaiter;

final boolean isShared() {

return nextWaiter == SHARED;

}

/** 獲取前繼節點 */

final Node predecessor() throws NullPointerException {

Node p = prev;

if (p == null)

throw new NullPointerException();

else

return p;

}

/**

* 三個構造函數

*/

Node() {

}

Node(Thread thread, Node mode) {

this.nextWaiter = mode;

this.thread = thread;

}

Node(Thread thread, int waitStatus) {

this.waitStatus = waitStatus;

this.thread = thread;

}

}

在這個源代碼中有三個值(CANCELLED、SIGNAL、CONDITION)要特別注意，前面提到過CLH隊列的節點都有一個狀態位，該狀態位與線程狀態密切相關：

CANCELLED =? 1：由于超時或者中斷，節點會被設置為取消狀態，被取消的節點時不會參與到競爭中的，他會一直保持取消狀態不會轉變為其它狀態。

SIGNAL??? = -1：其后繼節點已經被堵塞了，到時須要進行喚醒操作；

CONDITION = -2：表示這個結點在條件隊列中，由于等待某個條件而被堵塞；

0：新建節點一般都為0。

入列

在線程嘗試獲取鎖的時候，假設失敗了須要將該線程增加到CLH隊列，入列中的主要流程是：tail運行新建node，然后將node的后繼節點指向舊tail值。

注意在這個過程中有一個CAS操作，採用自旋方式直到成功為止。其代碼例如以下：for(;;){

Node t = tail;

node.prev = t;

if (compareAndSetTail(t, node)) {

t.next = node;

return t;

}

}

事實上這段代碼在enq()方法中存在。

出列

當線程是否鎖時，須要進行“出列”。出列的主要工作則是喚醒其后繼節點(一般來說就是head節點)，讓全部線程有序地進行下去：Node h = head;

if (h != null && h.waitStatus != 0)

unparkSuccessor(h);

return true;

取消

線程由于超時或者中斷涉及到取消的操作，假設某個節點被取消了。那個該節點就不會參與到鎖競爭其中，它會等待GC回收。取消的主要過程是將取消狀態的節點移除掉，移除的過程還是比較簡單的。先將其狀態設置為CANCELLED,然后將其前驅節點的pred運行其后繼節點。當然這個過程仍然會是一個CAS操作：node.waitStatus = Node.CANCELLED;

Node pred = node.prev;

Node predNext = pred.next;

Node next = node.next;

掛起

我們了解了AQS的CLH隊列相比原始的CLH隊列鎖，它採用了一種變形操作。將自旋機制改為堵塞機制。

當前線程將首先檢測是否為頭結點且嘗試獲取鎖，假設當前節點為頭結點并成功獲取鎖則直接返回。當前線程不進入堵塞，否則將當前線程堵塞：for (;;) {

if (node.prev == head)

if(嘗試獲取鎖成功){

head=node;

node.next=null;

return;

}

堵塞線程

}

參考

總結

以上是生活随笔為你收集整理的aqs clh java_【Java并发编程实战】—– AQS(四)：CLH同步队列的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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