java源码 - ReentrantReadWriteLock写锁介绍

开篇

 这篇文章主要从源码角度讲解ReentrantReadWriteLock的WriteLock的加锁和减锁过程。
 ReentrantReadWriteLock的WriteLock加锁解锁过程依赖于AbstractQueuedSynchronizer（AQS）类，所以有些相同的逻辑可以看看ReentrantLock的逻辑。

• ReentrantReadWriteLock的数据结构介绍
• java源码 - ReentrantReadWriteLock读锁介绍
• java源码 - ReentrantReadWriteLock写锁介绍

加锁过程

• WriteLock的lock()内部通过sync.acquire(1)获取锁。
• 尝试通过tryAcquire获取写锁，如果获取成功那么就成功占用写锁。
• 获取写锁失败后，将当前线程添加到写锁唤醒队列当中acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))。
• acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))的操作逻辑和ReentrantLock的逻辑一致。

    public static class WriteLock implements Lock, java.io.Serializable {
        private static final long serialVersionUID = -4992448646407690164L;
        private final Sync sync;

        protected WriteLock(ReentrantReadWriteLock lock) {
            sync = lock.sync;
        }

        public void lock() {
            sync.acquire(1);
        }
    }

    public final void acquire(int arg) {
        // 1、先尝试获取锁tryAcquire
        // 2、获锁失败就addWaiter操作
        // 3、acquireQueued判断是否唤醒
        if (!tryAcquire(arg) &&
            acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
            selfInterrupt();
    }

tryAcquire过程

• 获取锁状态state变量，并获取写锁占用的计数值。
• 当前state不为0，如果写锁状态为0说明读锁被占用，返回锁占用失败。
• 锁状态state不为空且占锁线程为当前线程，说明锁被其他线程占用返回锁占用失败。
• 写锁重入数溢出，返回锁占用失败。
• 如果写锁阻塞 或者 设置state状态失败，返回锁占用失败。
• 设置当前锁占用线程为当前线程，返回锁占用成功。

    protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
            Thread current = Thread.currentThread();
            // 获取锁状态state变量
            int c = getState();
            // 获取写锁占用的计数
            int w = exclusiveCount(c);
            // 如果锁状态state不为0
            if (c != 0) {
                // 1、当前state不为0，如果写锁状态为0说明读锁此时被占用，说明锁被读锁占用
                // 2、锁状态state不为空且占锁线程为当前线程（属于锁重入），说明锁被其他线程占用
                if (w == 0 || current != getExclusiveOwnerThread())
                    return false;
                // 写锁重入数溢出
                if (w + exclusiveCount(acquires) > MAX_COUNT)
                    throw new Error("Maximum lock count exceeded");
                // 写锁获取成功返回成功标记
                setState(c + acquires);
                return true;
            }
            // 如果写锁阻塞 或者 设置state状态失败，那么就代表获锁失败
            if (writerShouldBlock() ||
                !compareAndSetState(c, c + acquires))
                return false;
            // 设置当前锁占用线程为当前线程
            setExclusiveOwnerThread(current);
            return true;
        }

解锁过程

• WriteLock的unlock()内部通过sync. release(1)释放锁。
• 尝试通过tryRelease()方法来释放锁并唤醒下一个等待线程。
• 在唤醒过程中需要仔细看看读写锁等待线程唤醒的细节，待补充

    public void unlock() {
        sync.release(1);
    }

    public final boolean release(int arg) {
        if (tryRelease(arg)) {
            Node h = head;
            if (h != null && h.waitStatus != 0)
                unparkSuccessor(h);
            return true;
        }
        return false;
    }

tryRelease过程

• 判断当前线程和锁占用线程不一致isHeldExclusively()抛出异常。
• 锁状态减去当前释放动作传入参数nextc = getState() - releases。
• 判断锁状态的写状态为0就表明当前线程已经完全释放锁。
• 当前线程完全释放锁，然后设置锁占用线程为null并设置锁状态。

    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;
    }