回眸重探锁机制 (1)，零基础 android
6.2 独占锁
6.2.1 获取资源
可以通过下面几种方法来获取
void acquire(int arg)：获取锁，arg 一般来说是 1
public final void acquire(int arg) {if (!tryAcquire(arg) &&acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))selfInterrupt();}
void acquireInterruptibly(int arg)：获取锁，抛出打断异常
public final void acquireInterruptibly(int arg)throws InterruptedException {if (Thread.interrupted())throw new InterruptedException();if (!tryAcquire(arg))doAcquireInterruptibly(arg);}
boolean tryAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout)：获取锁存在最长时间，抛出打断异常
public final boolean tryAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout)throws InterruptedException {if (Thread.interrupted())throw new InterruptedException();return tryAcquire(arg) ||doAcquireNanos(arg, nanosTimeout);}
可见，如果 tryAcquire 返回 true 时，相应方法也就结束了，线程后续方法即可继续执行，也就是获取锁了；而如果返回 false 时，后面方法则很大可能会触发线程暂停
protected boolean tryAcquire(int arg) {throw new UnsupportedOperationException();}
tryAcquire 方法需要用户自实现；现有锁都是通过 AQS 中 state 整数变量来实现的
6.2.2 释放资源
public final boolean release(int arg) {if (tryRelease(arg)) {Node h = head;if (h != null && h.waitStatus != 0)unparkSuccessor(h);return true;}return false;}
这里 tryRelease 返回 true 时，才有可能通知其它线程去竞争资源；
protected boolean tryRelease(int arg) {throw new UnsupportedOperationException();}
需要用户自实现；现有锁都是通过 AQS 中 state 整数变量来实现的
6.3 独占锁
6.3.1 获取资源
同样存在不同的入口
void acquireShared(int arg):获取共享锁
public final void acquireShared(int arg) {if (tryAcquireShared(arg) < 0)doAcquireShared(arg);}
void acquireSharedInterruptibly(int arg):获取共享锁，会抛出打断异常
public final void acquireSharedInterruptibly(int arg) throws InterruptedException {if (Thread.interrupted())throw new InterruptedException();if (tryAcquireShared(arg) < 0)doAcquireSharedInterruptibly(arg);}
boolean tryAcquireSharedNanos(int arg, long nanosTimeout)：获取锁有时间限制，超过则结束返回是否获取成功；会抛出打断异常
public final boolean tryAcquireSharedNanos(int arg, long nanosTimeout) throws InterruptedException {if (Thread.interrupted())throw new InterruptedException();return tryAcquireShared(arg) >= 0 || doAcquireSharedNanos(arg, nanosTimeout);}
这里获取资源的条件是受 tryAcquireShared 的返回值来控制的，>=0 时，线程继续执行，否则，很可能会线程暂停； tryAcquireShared 方法需要用户实现，也会通过 AQS 中 state 变量来处理
protected int tryAcquireShared(int arg) {throw new UnsupportedOperationException();}
6.3.2 释放资源
释放时也只有一个入口
public final boolean releaseShared(int arg) {if (tryReleaseShared(arg)) {doReleaseShared();return true;}return false;}
tryReleaseShared 返回 true 时，才有可能去唤醒其它线程去竞争资源；也需要用户实现，同样，也是基于 AQS 中 state 变量来控制
protected boolean tryReleaseShared(int arg) {throw new UnsupportedOperationException();}
6.4 可重入
可重入性，是持有资源者，再次自动持有资源的行为；这些在独占锁锁中，只需要线程判断即可，而共享锁，则是不仅仅需要线程判断，还需要一些列共享持有者单独比对，无疑当前线程比对可以优化这个过程；线程的存储 AQS 已经提供方法，这些方法来源于其继承的抽象类 AbstractOwnableSynchronizer，而是否持有，则由方法 isHeldExclusively 提供，而这个方法需要用户实现
protected boolean isHeldExclusively() {throw new UnsupportedOperationException();}
6.5 数据变化
数据变化，涉及到几个重要方法：
addWaiter：从双端队列，队尾加入节点；线程获取资源失败时，会生成节点并加入队列；而条件锁在等待唤醒时被唤醒后，通过 enq 方法加入队列
shouldParkAfterFailedAcquire:决定是否暂停当前线程，在循环中处理
parkAndCheckInterrupt：暂停线程，并返回打断状态且重置打断状态
unparkSuccessor：唤醒等待资源的线程，进行资源竞争获取
6.5.1 添加节点
独占资源
共享资源
条件资源
6.5.2 线程执行异常或者被打断
独占资源
共享资源
6.5.3 等待状态
相对于 5.5.2，其中变化的仅仅 waitStatus = -1
6.5.4 条件唤醒状态
这是条件锁特有状态；实现原理是：首先节点在条件单列表条件链表中等待；两个等待循环条件为是否在资源竞争的双向列表中(就是独占/共享的队列)，如果被唤醒，其就会在此队列了，然后调用独占锁的逻辑获取锁 其关键方法：
isOnSyncQueue：是否存在 AQS 中的双向队列中，被唤醒后存在
doSignal：移除条件单向列表列中头节点，并改变状态 waitStatus=0，加入 AQS 双向列表中去
6.6 条件锁使用条件
final int fullyRelease(Node node) {try {int savedState = getState();if (release(savedState))return savedState;throw new IllegalMonitorStateException();} catch (Throwable t) {node.waitStatus = Node.CANCELLED;throw t;}}
这个方法是在获取资源时均会调用的方法；会首先释放 state 个资源使用权，然后通过加入队列后通过相应方法获取 state 个使用权；释放不了 state 个使用权会直接报异常；因此，条件锁使用时，必须在当前已经获取资源使用权的情况使用下，且仅仅只有其自己获取资源使用权；
6.7 小结
其在性能上有许多要学习的地方：比如在获取资源执行权时，并没有立刻去暂停线程；在状态变化过程中，也没有仅仅考虑当前状态，也进行有可能的唤醒线程竞争、去除无效资源等；整体采用自旋+CAS 机制处理；
7 android 中的锁
7.1 synchronized 关键字
上面介绍锁概念时大致介绍了这个关键字，其通过编译时在代码块加入同步指令处理的；是以特
殊的一个对象作为锁的标志：
修饰实例方法，作用于当前实例加锁，进入同步代码前要获得当前实例的锁
修饰静态方法，作用于当前类对象加锁，进入同步代码前要获得当前类对象的锁
修饰代码块，指定加锁对象，对给定对象加锁，进入同步代码库前要获得给定对象的锁。
通过锁对象来实现条件策略；这写方法来源于 Object 的 wait/notify/notifyAll 方法
7.2 ReentrantLock 锁
可重入锁、独占锁；有两种模式：公平、非公平，可通过构造器进行设定；公平不公平，就是在获取资源执行权时，是否按照排队顺序优先获取来定的
公平锁
final void lock() {acquire(1);}
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {final Thread current = Thread.currentThread();int c = getState();if (c == 0) {if (!hasQueuedPredecessors() &&compareAndSetState(0, acquires)) {setExclusiveOwnerThread(current);return true;}}else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {int nextc = c + acquires;if (nextc < 0)throw new Error("Maximum lock count exceeded");setState(nextc);return true;}return false;}
这里有两种获取锁的方式：
当前 state=0，AQS 队列中无排队线程，且 CAS 操作 state 成功，则把记录当前线程
当前线程为上次纪律线程，则把 state 再次增加
为什么公平，就是因为，可获取资源时，先检查当前排队队列是否为空，为空才会获取
非公平锁
final void lock() {if (compareAndSetState(0, 1))setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());elseacquire(1);}
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {return nonfairTryAcquire(acquires);}
final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {final Thread current = Thread.currentThread();int c = getState();if (c == 0) {if (compareAndSetState(0, acquires)) {setExclusiveOwnerThread(current);return true;}}else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {int nextc = c + acquires;if (nextc < 0) // overflowthrow new Error("Maximum lock count exceeded");setState(nextc);return true;}return false;}
获取锁资源成功条件
对 state 进行 CAS 操作，成功；记录线程
如果当前资源可被获取也即 state = 0 时，对 state 进行 CAS 操作成功；记录线程
当前线程为记录线程
唤醒竞争
protected final boolean tryRelease(int releases) {int c = getState() - releases;if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())throw new IllegalMonitorStateException();boolean free = false;if (c == 0) {free = true;setExclusiveOwnerThread(null);}setState(c);return free;}
state 为 0 时，才会唤醒其它线程进行竞争；而不为 0 时，只是进行减少，这于可重入处理时相加相对应；所以加锁和解锁要成对出现
7.3 ReentrantReadWriteLock 锁
可重入锁；独占锁和共享锁共存； 读写锁；其读锁调用 AQS 的共享资源方法，写锁调用 AQS 独占资源方法；其也存在两种模式：公平、非公平，可通过构造器进行设定；
公平/非公平模式
对于写锁，公平时查看当前是否排队的，排队优先，非公平时，尝试获取资源的线程优先
对于读锁，公平模式时同样查看当前是否有排队的，排队优先，非公平时，根据排队等待的对头是否为独占节点
也即是依靠如下方法：返回 true 表示公平模式
abstract boolean readerShouldBlock();abstract boolean writerShouldBlock()
条件锁
读锁：直接抛出 UnsupportedOperationException 异常
写锁：使用 AQS 实现类调用 newCondition 生成
state 状态
读锁，通过 state 的低 16 位来确定个数；写锁通过 state 的高 16 位来确定
独占资源处理
protected final boolean tryRelease(int releases) {if (!isHeldExclusively())throw new IllegalMonitorStateException();int nextc = getState() - releases;boolean free = exclusiveCount(nextc) == 0;if (free)setExclusiveOwnerThread(null);setState(nextc);return free;}
唤醒处理和 ReentrantLock 没有区别
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {Thread current = Thread.currentThread();int c = getState();int w = exclusiveCount(c);if (c != 0) {if (w == 0 || current != getExclusiveOwnerThread())return false;if (w + exclusiveCount(acquires) > MAX_COUNT)throw new Error("Maximum lock count exceeded");setState(c + acquires);return true;}if (writerShouldBlock() ||!compareAndSetState(c, c + acquires))return false;setExclusiveOwnerThread(current);return true;}
获取资源时，逻辑如下：
state!=0,而排队的独占节点为 0，或者不为记录线程；则获取失败，这时优先读锁
state!=0,而排队中存在独占节点且为当前线程已经获得执行权，则获取成功
写公平模式或者 CAS 操作 state 失败，获取失败，否则成功
共享资源处理
这个相对于独占就复杂多了
protected final boolean tryReleaseShared(int unused) {Thread current = Thread.currentThread();if (firstReader == current) {if (firstReaderHoldCount == 1)firstReader = null;elsefirstReaderHoldCount--;} else {HoldCounter rh = cachedHoldCounter;if (rh == null || rh.tid != getThreadId(current))rh = readHolds.get();int count = rh.count;if (count <= 1) {readHolds.remove();if (count <= 0)throw unmatchedUnlockException();}--rh.count;}for (;;) {int c = getState();int nextc = c - SHARED_UNIT;if (compareAndSetState(c, nextc))return nextc == 0;}}
对是否需要唤醒时，首先需要处理共享的数据，然后才是 state 的 CAS 操作且是循环操作
共享数据： firstReader 共享节点的第一个线程对象，firstReader 线程对象对应的重入数目 firstReaderHoldCount；cachedHoldCounter：最后一个共享节点对象线程 tid 和持有重入数目；readHolds 为 HoldCounte 线程存储
CAS 循环操作的原因：因为读操作可能同时存在多个，保证 state 的安全
protected final int tryAcquireShared(int unused) {Thread current = Thread.currentThread();int c = getState();if (exclusiveCount(c) != 0 &&getExclusiveOwnerThread() != current)
还未添加个人签名 2021.10.31 加入
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