NonfairSync#writerShouldBlock ：写线程在抢锁之前永远不会阻塞，非公平性。 NonfairSync#readerShouldBlock：读线程抢锁之前，如果队列head后继（head.next）是独占节点时阻塞。
static final class NonfairSync extends Sync {
private static final long serialVersionUID = -8159625535654395037L;
final boolean writerShouldBlock() {
//写线程在抢锁之前永远不会阻塞-非公平锁
return false; // writers can always barge
}
final boolean readerShouldBlock() {
读线程抢锁的时候，如果队列第一个是实质性节点（head.next）是独占节点时阻塞 返回true是阻塞
*/
return apparentlyFirstQueuedIsExclusive();
}
}
/**
判断qas队列的第一个元素是否是独占线程（写线程） @return
*/
//AbstractQueuedSynchronizer
final boolean apparentlyFirstQueuedIsExclusive() {
Node h, s;
return (h = head) != null &&
(s = h.next) != null &&
!s.isShared() &&
s.thread != null;
}
final boolean isShared() {
return nextWaiter == SHARED;
}
2、FairSync
在FairSync，无论是写线程还是读线程，只要同步队列中有其他节点在等待锁，就阻塞，这就是公平性。
static final class FairSync extends Sync {
private static final long serialVersionUID = -2274990926593161451L;
/**
同步队列中head后继（head.next）不是当前线程时阻塞， 即同步队列中有其他节点在等待锁，此时当前写线程阻塞 @return
*/
final boolean writerShouldBlock() {
return hasQueuedPredecessors();
}
/**
同步队列中排在第一个实质性节点（head.next）不是当前线程时阻塞， 即同步队列中有其他节点在等待锁，此时当前读线程阻塞 @return
*/
final boolean readerShouldBlock() {
return hasQueuedPredecessors();
}
}
//同步队列中head后继（head.next）是不是当前线程
public final boolean hasQueuedPredecessors() {
// The correctness of this depends on head being initialized
// before tail and on head.next being accurate if the current
// thread is first in queue.
Node t = tail; // Read fields in reverse initialization order
Node h = head;
Node s;
return h != t &&
((s = h.next) == null || s.thread != Thread.currentThread());
}
五、读锁的获取与释放
ReadLock和WriteLock分别实现了Lock的lock和unlock等方法，实际上都是调用的ReentrantReadWriteLock.Sync的中已经实现好的模板方法。
1、ReadLock#lock
读锁是共享锁，首先尝试获取锁tryAcquireShared，获取锁失败则进入同步队列操作doAcquireShared。
//ReentrantReadWriteLock.ReadLock#lock
public void lock() {
sync.acquireShared(1);
}
//AbstractQueuedSynchronizer#acquireShared
public final void acquireShared(int arg) {
//tryAcquireShared 返回-1 获取锁失败，1获取锁成功
if (tryAcquireShared(arg) < 0)
//获取锁失败入同步队列
doAcquireShared(arg);
}
（1）tryAcquireShared获取共享锁
tryAcquireShared在ReentrantReadWriteLock#Sync中实现的。如下是获取共享锁的基本流程：
判断state，是否有线程持有写锁，若有且持有锁的不是当前线程，则返回-1，获取锁失败。（读写互斥） 若持有写锁的是当前线程，或者没有线程持有写锁，接下来判断读线程是否应该阻塞readerShouldBlock()。 readerShouldBlock()区分公平性，非公平锁，队列head后继（head.next）是独占节点，则阻塞；公平锁，队列中有其他节点在等待锁，则阻塞。 读线程不阻塞且加锁次数不超过MAX_COUNT且CAS拿读锁成功c + SHARED_UNIT。 若r = sharedCount(c)=0说明没有线程持有读锁，此时设置firstReader为当前线程，第一个读线程重入次数firstReaderHoldCount为1。 若r = sharedCount(c)!=0说明有线程持有读锁，此时当前线程是firstReader，则firstReaderHoldCount+1。 若持有当前读锁的不是firstReader，则HoldCounter来记录各个线程的读锁重入次数。 若因为CAS获取读锁失败，会进行自旋获取读锁fullTryAcquireShared(current)。
//ReentrantReadWriteLock.Sync#tryAcquireShared
protected final int tryAcquireShared(int unused) {
Thread current = Thread.currentThread();
int c = getState();
//exclusiveCount© != 0 写锁被某线程持有，当前持有锁的线程不是当前线程，直接返回-1
if (exclusiveCount© != 0 &&
getExclusiveOwnerThread() != current)
return -1;
//写锁没有线程持有或者当前持有写锁的写线程可以继续拿读锁
int r = sharedCount©;
//nonFairSync 队列第一个是写线程时，读阻塞，!false && 加锁次数不超过max && CAS拿读锁，高16位+1
//FairSync 当队列的第一个不是当前线程时，阻塞。。。
if (!readerShouldBlock() &&
r < MAX_COUNT &&
compareAndSetState(c, c + SHARED_UNIT)) {
if (r == 0) { //r==0说明是第一个拿到读锁的读线程
firstReader = current;
firstReaderHoldCount = 1;
} else if (firstReader == current) { //第一个持有读锁的线程时当前线程，为重入
firstReaderHoldCount++;
} else {
//HoldCounter 记录线程重入锁的次数
//读锁 可以多个读线程持有，所以会记录持有读锁的所有读线程和分别重入次数
HoldCounter rh = cachedHoldCounter;
//rh==null 从readHolds获取
//rh != null rh.tid != 当前线程
if (rh == null || rh.tid != getThreadId(current))
//取出当前线程的cachedHoldCounter
cachedHoldCounter = rh = readHolds.get();
else if (rh.count == 0)
readHolds.set(rh);
rh.count++;
}
return 1;
}
//compareAndSetState(c, c + SHARED_UNIT) 失败后 自旋尝试获取锁
return fullTryAcquireShared(current);
}
（2）fullTryAcquireShared自旋获取共享锁
自旋获取锁的过程与tryAcquireShared类似，获取读锁，记录重入，只不过加了一个循环，循环结束的条件是获取锁成功（1）或者不满足获取锁的条件（-1）。
final int fullTryAcquireShared(Thread current) {
/*
This code is in part redundant with that in tryAcquireShared but is simpler overall by not complicating tryAcquireShared with interactions between retries and lazily reading hold counts.
*/
HoldCounter rh = null;
for (; {
int c = getState();
if (exclusiveCount© != 0) {
//写锁有线程持有，但是持锁的线程不是当前线程，返回-1，结束自旋。
if (getExclusiveOwnerThread() != current)
return -1;
// else we hold the exclusive lock; blocking here
// would cause deadlock.
} else if (readerShouldBlock()) {
//读线程应该被阻塞
// Make sure we’re not acquiring read lock reentrantly
if (firstReader == current) {
// assert firstReaderHoldCount > 0;
} else {
if (rh == null) {
rh = cachedHoldCounter;
if (rh == null || rh.tid != getThreadId(current)) {
rh = readHolds.get();
if (rh.count == 0)
//删除不持有该读锁的cachedHoldCounter
readHolds.remove();
}
}
if (rh.count == 0)
//当前线程不持有锁，直接返回-1
return -1;
}
}
//读线程不应该阻塞，判断state
if (sharedCount© == MAX_COUNT)
throw new Error(“Maximum lock count exceeded”);
//获取读锁
if (compareAndSetState(c, c + SHARED_UNIT)) {
//下面就是记录重入的机制了
if (sharedCount© == 0) {
firstReader = current;
firstReaderHoldCount = 1;
} else if (firstReader == current) {
firstReaderHoldCount++;
} else {
if (rh == null)
rh = cachedHoldCounter;
if (rh == null || rh.tid != getThreadId(current))
rh = readHolds.get();
else if (rh.count == 0)
readHolds.set(rh);
rh.count++;
cachedHoldCounter = rh; // cache for release
}
return 1;
}
}
}
（3）doAcquireShared进入同步队列操作
tryAcquireShared(arg)返回-1，获取锁失败，则进入同步队列操作：
创建一个共享节点，并拼接到同步队列尾部。 获取新节点的前继节点，若是head，则尝试获取锁。 获取锁成功，唤醒后继共享节点并出队列。 node的前继节点不是head，或者获取锁失败，判断是否应该阻塞（shouldParkAfterFailedAcquire），应该阻塞parkAndCheckInterrupt阻塞当前线程。
private void doAcquireShared(int arg) {
//创建一个读节点，并入队列
final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
boolean failed = true;
try {
boolean interrupted = false;
for (; {
final Node p = node.predecessor();
if (p == head) {
//如果前继节点是head，则尝试获取锁
int r = tryAcquireShared(arg);
if (r >= 0) {
//获取锁成功，node出队列，
//唤醒其后继共享节点的线程
setHeadAndPropagate(node, r);
p.next = null; // help GC
if (interrupted)
selfInterrupt();
failed = false;
return;
}
}
/**
p不是头结点 or 获取锁失败，判断是否应该被阻塞 前继节点的ws = SIGNAL 时应该被阻塞
*/
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
interrupted = true;
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}
这里的setHeadAndPropagate()是在获取共享锁成功的情况下调用的，所以propagate>0，(tryAcquireShared在Semaphore中有返回0的情况，返回结果为资源剩余量)。若node的下一个节点是共享节点，则调用doReleaseShared()唤醒后继节点。
（4）setHeadAndPropagate传播唤醒后继共享节点
首先获取锁的node节点赋值给head，成为新head。 在ReetrantReadWriteLock中node获取锁成功只有可能是propagate > 0，所以后面新旧head判断会省略，可以暂时不用考虑。 若node后面没有节点（调用doReleaseShared没多大意义），或者node后面有节点且是共享节点则会调用doReleaseShared()唤醒后继节点。
（共享锁的传播性，详解请移步《AQS源码解读（六）——从PROPAGATE和setHeadAndPropagate()分析共享锁的传播性》。）
private void setHeadAndPropagate(Node node, int propagate) {
Node h = head; // Record old head for check below
setHead(node);
// propagate > 0 获取锁成功
// propagate < 0 获取锁失败，队列不为空，h.waitStatus < 0
if (propagate > 0 || h == null || h.waitStatus < 0 ||
(h = head) == null || h.waitStatus < 0) {
//唤醒后继共享节点
Node s = node.next;
if (s == null || s.isShared())
doReleaseShared();
}
}
2、ReadLock#lockInterruptibly
可中断获取锁，顾名思义就是获取锁的过程可响应中断。ReadLock#lockInterruptibly在获取锁的过程中有被中断（Thread.interrupted()），则会抛出异常InterruptedException，终止操作；其直接调用了AQS的模板方法acquireSharedInterruptibly。
（acquireSharedInterruptibly和doAcquireSharedInterruptibly详解请移步《AQS源码解读（五）——从acquireShared探索共享锁实现原理，何为共享？如何共享？》）
//ReentrantReadWriteLock.ReadLock#lockInterruptibly
public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
sync.acquireSharedInterruptibly(1);
}
//AbstractQueuedSynchronizer#acquireSharedInterruptibly
public final void acquireSharedInterruptibly(int arg)
throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted())
//被打断 抛出异常
throw new InterruptedException();
if (tryAcquireShared(arg) < 0)
//获取锁失败,进入队列操作
doAcquireSharedInterruptibly(arg);
}
3、ReadLock#tryLock
ReadLock#tryLoc尝试获取锁，调用的是ReentrantReadWriteLock.Sync实现的tryReadLock，获取锁成功返回true，失败返回false，不会进入队列操作，所以也不区分公平性。代码结构上和ReentrantReadWriteLock.Sync#tryAcquireShared相似，所以不多赘述，不同之处是ReadLock#tryLoc本身就是自旋获取锁。
public boolean tryLock() {
return sync.tryReadLock();
}
//ReentrantReadWriteLock.Sync#tryReadLock
final boolean tryReadLock() {
Thread current = Thread.currentThread();
for (; {
int c = getState();
//判断是否有线程持有写锁
if (exclusiveCount© != 0 &&
getExclusiveOwnerThread() != current)
return false;
int r = sharedCount©;
if (r == MAX_COUNT)
throw new Error(“Maximum lock count exceeded”);
//没有线程持有写锁or持有写锁的是当前线程，写锁–>读锁 锁降级
if (compareAndSetState(c, c + SHARED_UNIT)) {
//获取读锁成功
if (r == 0) {
//第一个读锁的线程
firstReader = current;
firstReaderHoldCount = 1;
} else if (firstReader == current) {
//不是第一次获取读锁 但是firstReader是当前线程，重入
firstReaderHoldCount++;
} else {
//其他线程获取读锁，重入操作
HoldCounter rh = cachedHoldCounter;
if (rh == null || rh.tid != getThreadId(current))
cachedHoldCounter = rh = readHolds.get();
else if (rh.count == 0)
readHolds.set(rh);
rh.count++;
}
return true;
}
}
}
同样和ReentrantLock一样，ReadLock#tryLock也有一个重载方法，可传入一个超时时长timeout和一个时间单位TimeUnit，超时时长会被转为纳秒级。
public boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException {
return sync.tryAcquireSharedNanos(1, unit.toNanos(timeout));
}
//AbstractQueuedSynchronizer#tryAcquireSharedNanos
public final boolean tryAcquireSharedNanos(int arg, long nanosTimeout)
throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
return tryAcquireShared(arg) >= 0 ||
doAcquireSharedNanos(arg, nanosTimeout);
}
自我介绍一下，小编13年上海交大毕业，曾经在小公司待过，也去过华为、OPPO等大厂，18年进入阿里一直到现在。
深知大多数Java工程师，想要提升技能，往往是自己摸索成长或者是报班学习，但对于培训机构动则几千的学费，着实压力不小。自己不成体系的自学效果低效又漫长，而且极易碰到天花板技术停滞不前！
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