前言

JUC(java.util.concurrent)包下的很多并发同步工具类，大多基于AQS(AbstractQueuedSynchronizer 抽象队列同步器)实现加解锁的逻辑，其中acquire()尤为重要。

① acquire()是独占式地获取资源，acquireShared()是共享式地获取资源，如ReentrantReadWriteLock的writeLock和readLock；
② AQS采用模板方法模式实现acquire()，封装了线程获取资源失败后，进入同步队列并阻塞的逻辑。

三个核心方法

1. tryAcquire(int arg)
2. addWaiter()
3. acquireQueued(final Node node, int arg)

public final void acquire(int arg) {//尝试获取资源失败，且成功加入同步队列，则阻塞线程if (!tryAcquire(arg) &&acquireQueued(addWaiter(AbstractQueuedSynchronizer.Node.EXCLUSIVE), arg))selfInterrupt();
}

1. tryAcquire(int arg)

① 尝试获取资源，留给子类重写，否则会抛出异常；
② 尝试成功则修改资源状态及拥有者，尝试失败则返回false。

protected boolean tryAcquire(int arg) {throw new UnsupportedOperationException();
}

2. addWaiter()

① 将当前线程封装成Node节点，并添加到同步队列尾部；
② 队列未初始化时，pred和tail都为null，tail为null时执行enq()；
③ compareAndSetTail(pred, node)是采用cas线程安全地设置队列尾节点。

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;
}

2.1 enq(final Node node)

① 通过cas自旋的方式将节点添加到队列尾部；
② tail为null表示同步队列未初始化，即没有虚拟head节点；
③ 所以在没有虚拟节点的情况下，先走if逻辑添加虚拟节点，再走else逻辑的。

private Node enq(final Node node) {for (;;) {Node t = tail;if (t == null) {if (compareAndSetHead(new Node()))tail = head;} else {node.prev = t;if (compareAndSetTail(t, node)) {t.next = node;return t;}}}
}

3. acquireQueued(final Node node, int arg)

该方法是将获取资源失败的线程加入到同步队列中，并阻塞线程。
① 如果前置节点为头结点且成功获得资源，则将当前节点设置为头结点；
② 前置节点非头节点的线程，在获取资源失败后需要阻塞；
③ 阻塞线程并检查是否中断，中断则退出同步队列。

final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {boolean failed = true;try {boolean interrupted = false;for (;;) {final Node p = node.predecessor();if (p == head && tryAcquire(arg)) {setHead(node);p.next = null; // help GCfailed = false;return interrupted;}// ②阻塞线程if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&parkAndCheckInterrupt())interrupted = true;}} finally {if (failed)cancelAcquire(node);}
}

3.1 shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node)

① 判断前节点的ws是否大于0，大于0表示节点被取消（因中断等异常原因）
② 如果前节点被取消，则一直往前找，直到找到不被取消的节点
③ 将前节点的ws设置为SIGNAL，表示下一个节点需要被唤醒

private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {int ws = pred.waitStatus;if (ws == Node.SIGNAL)return true;if (ws > 0) {do {node.prev = pred = pred.prev;} while (pred.waitStatus > 0);pred.next = node;} else {compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);}return false;
}

3.2 parkAndCheckInterrupt()

① LockSupport调用UNSAFE类的unpark()阻塞当前线程

private final boolean parkAndCheckInterrupt() {LockSupport.park(this);return Thread.interrupted();
}

总结

并发工具类调用lock()方法进行加锁操作时，底层采用了acquire()进行资源获取。首先，会尝试获取资源（交给子类实现），获取资源失败则封装成Node节点，放入同步队列中并阻塞挂起，同时检测是否中断，中断则取消排队。

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