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怎么利用 ReentrantLock 的 FairSync 源码理解 AQS 队列对等待线程的唤醒策略

老强吖_4231

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发布时间:2026-04-30 21:11:59

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来源于php中文网

原创

FairSync的tryAcquire通过调用hasQueuedPredecessors()体现“先来先服务”:若队列非空且头节点后继不是当前线程,则直接返回false,强制入队,杜绝插队,从加锁入口就保障公平性。

怎么利用 reentrantlock 的 fairsync 源码理解 aqs 队列对等待线程的唤醒策略

FairSync 的 tryAcquire 怎么体现“先来先服务”

公平锁的核心不是“不插队”,而是「在尝试获取锁前,先检查队列里有没有更早等待的线程」。FairSync 的 tryAcquire 会调用 hasQueuedPredecessors() —— 这个方法才是公平性的关键判据。

它返回 true 的条件是:AQS 等待队列非空,且 head.next 对应的节点(即真正排队等锁的第一个线程)不是当前线程。只要队列里有人排在前面,哪怕 state == 0,tryAcquire 也直接返回 false,强制当前线程进队,而不是像 NonfairSync 那样 CAS 抢一次再说。

所以公平性不是靠唤醒顺序保证的,而是靠「获取阶段就拒绝插队」实现的。这点容易误解:很多人以为 FairSync 是唤醒时才排序,其实排队逻辑在加锁入口就卡死了。

unparkSuccessor 为什么从 tail 往前找有效后继

unparkSuccessor 在释放锁时被调用,目标是唤醒「队列中下一个该抢锁的线程」。但它不简单取 node.next,而是:

  • 先检查 node.next 是否存在且 waitStatus (即不是已取消的节点)
  • 如果不符合,就从 tail 开始向前遍历,找离 node 最近的一个有效节点

这是因为 AQS 队列的入队操作是「先连 prev,再连 next」,存在短暂窗口:新节点已设置 prev 指向 tail,但还没来得及更新 tail 的 next。此时从 tail 往前扫,能避开这个竞态,确保找到真正可唤醒的节点。

这个设计和 FairSync 无关,是 AQS 通用机制,但对理解公平锁的唤醒可靠性很重要——它不依赖 next 字段的绝对正确性,而是用更健壮的反向扫描兜底。

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为什么 FairSync 的 acquireQueued 里要 selfInterrupt

当线程在队列中等待时,可能被中断(Thread.interrupt())。FairSync 的 acquireQueued 在检测到中断状态后,会调用 selfInterrupt()(即 Thread.currentThread().interrupt())。

这不是多此一举,原因有二:

  • 线程在 park 时被中断,JVM 会清除中断状态,只抛 InterruptedException;但 AQS 中线程是通过 LockSupport.park() 阻塞的,它不会抛异常,只会让 Thread.interrupted() 返回 true,然后继续循环
  • selfInterrupt() 是把中断“还回去”,让上层调用者(比如 lockInterruptibly())能感知并处理中断,而不是静默吞掉

这点在公平锁场景下尤其关键:一个被中断的线程如果默默继续排队,就破坏了“响应中断”的契约。而 selfInterrupt() 是保障这一语义的最小必要动作。

state == 0 时 unparkSuccessor 还会执行吗

会,而且必须执行。常见误区是认为「只有释放锁成功(state 变为 0)才唤醒」,但 unparkSuccessor 是在 tryRelease 返回 true 后立即调用的,而 tryRelease 返回 true 的唯一条件就是 state == 0。

换句话说:只有完全释放(state 归零)才会触发唤醒。这正是可重入锁的设计约束——如果一个线程持有锁 3 次,前两次 unlock() 调用 tryRelease 都返回 false,不会唤醒任何人;只有第三次归零,才唤醒队首。

这个细节决定了公平锁的唤醒时机非常确定:不是“每次 unlock 都唤醒”,而是“彻底释放后,唤醒下一个排队者”。漏掉这一点,就容易误以为公平锁唤醒是逐次进行的。

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