JAVA并发编程学习笔记之AQS源码分析（超时、中断与其他）

（非原创）

中断

JAVA中并没有好的中断线程的方式，早期引入的Thead.stop()和Thread.resume()容易导致死锁（参考：http://docs.oracle.com/javase/6/docs/technotes/guides/concurrency/threadPrimitiveDeprecation.html），已经不推荐使用。

JAVA线程提供了协作式中断，何为协作是中断，是相对抢占式中断而言的，简单来讲就是设置一个中断标志位，不停地检查这个标志位的状态，如果检查到线程中断，就中断线程。JVM线程内部维护着一个中断标志，程序员不能直接操作这个中断标志位，只能通过线程的以下几个方法设置中断位：

 

public void interrupt()
public static boolean interrupted()
private native boolean isInterrupted(boolean ClearInterrupted);
public boolean isInterrupted()

 

AQS中提供了支持中断的方法

 

private void doAcquireInterruptibly(int arg) throws InterruptedException;
private void doAcquireSharedInterruptibly(int arg) throws InterruptedException;
private boolean doAcquireSharedNanos(int arg, long nanosTimeout) throws InterruptedException;

这几个方法都抛出了InterruptedException，这些方法都会先出处中断异常，处理的代码如下：

 

 

if (Thread.interrupted())
    throw new InterruptedException();

我们还看到有些方法并没有申请抛出InterruptedException,当它被中断时，设置了线程的中断位。

 

 

private static void selfInterrupt() {
    Thread.currentThread().interrupt();
}

超时

AQS与JVM内置锁的一个不同点在于AQS中提供了超时机制，即线程在等待一定时间后会立即返回。下面以doAcquireNanos为例来分析：

private boolean doAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout)
    throws InterruptedException {
    long lastTime = System.nanoTime();
    final Node node = addWaiter(Node.EXCLUSIVE);
    boolean failed = true;
    try {
        for (;;) {
            final Node p = node.predecessor();
            if (p == head && tryAcquire(arg)) {
                setHead(node);
                p.next = null; // help GC
                failed = false;
                return true;
            }
            if (nanosTimeout <= 0)
                return false;
            if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                nanosTimeout > spinForTimeoutThreshold)
                LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout);
            long now = System.nanoTime();
            nanosTimeout -= now - lastTime;
            lastTime = now;
            if (Thread.interrupted())
                throw new InterruptedException();
        }
    } finally {
        if (failed)
            cancelAcquire(node);
    }
}

1、首先取得当前系统时间，在循环等待的过程中，如果剩余时间<=0立即返回；

2、如果剩余时间>0，就用总时间减去一次循环耗费的时间，继续阻塞；

3、如果在这期间线程被中断，就抛出中断异常，如果有其他异常产生，就取消这次获取。

 

取消

取消获取的逻辑比较复杂，下面来分析一下：

private void cancelAcquire(Node node) {
      // Ignore if node doesn't exist
      if (node == null)
          return;

      node.thread = null;

      // Skip cancelled predecessors
      Node pred = node.prev;
      while (pred.waitStatus > 0)
          node.prev = pred = pred.prev;

      // predNext is the apparent node to unsplice. CASes below will
      // fail if not, in which case, we lost race vs another cancel
      // or signal, so no further action is necessary.
      Node predNext = pred.next;

      // Can use unconditional write instead of CAS here.
      // After this atomic step, other Nodes can skip past us.
      // Before, we are free of interference from other threads.
      node.waitStatus = Node.CANCELLED;

      // If we are the tail, remove ourselves.
      if (node == tail && compareAndSetTail(node, pred)) {
          compareAndSetNext(pred, predNext, null);
      } else {
          // If successor needs signal, try to set pred's next-link
          // so it will get one. Otherwise wake it up to propagate.
          int ws;
          if (pred != head &&
              ((ws = pred.waitStatus) == Node.SIGNAL ||
               (ws <= 0 && compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL))) &&
              pred.thread != null) {
              Node next = node.next;
              if (next != null && next.waitStatus <= 0)
                  compareAndSetNext(pred, predNext, next);
          } else {
              unparkSuccessor(node);
          }

          node.next = node; // help GC
      }
  }

1、首先取得当前结点的前趋结点，如果前趋结点也被取消直接跳过，继续向前找非取消的结点；

2、将当前结点设置为取消状态；

3、如果当前结点是队尾结点，则将当前结点从队尾移除；否则执行4；

4、找到当前结点的继任结点，前趋的next指针指向继任结点（pred->next=current->next）；

5、当前结点的next指针指向自己，前面提到这一方面为了回收，一方面为了使isOnSyncQueue方法简单。

 

其他

AQS还提供了一些线程监控的方法：

//获取哪些线程在等待
protected final Collection<Thread> getWaitingThreads();
//获取等待队列的长度
protected final int getWaitQueueLength();
//是否有线程在等待
protected final boolean hasWaiters()
//是否拥有同步器
final boolean isOwnedBy(AbstractQueuedSynchronizer sync)
//是否在同步队列中
final boolean isOnSyncQueue(Node node)
//支持共享模式的线程
public final Collection<Thread> getSharedQueuedThreads()
//支持独占模式的线程
public final Collection<Thread> getExclusiveQueuedThreads();

参考资料：

Java线程中断的本质和编程原则