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3、深入ReentrantLock

3.1 ReentrantLock和synchronized的区别

废话区别：单词不一样。。。

核心区别：

• ReentrantLock是个类，synchronized是关键字，当然都是在JVM层面实现互斥锁的方式

效率区别：

• 如果竞争比较激烈，推荐ReentrantLock去实现，不存在锁升级概念。而synchronized是存在锁升级概念的，如果升级到重量级锁，是不存在锁降级的。

底层实现区别：

• 实现原理是不一样，ReentrantLock基于AQS实现的，synchronized是基于ObjectMonitor

功能向的区别：

• ReentrantLock的功能比synchronized更全面。
  • ReentrantLock支持公平锁和非公平锁
  • ReentrantLock可以指定等待锁资源的时间。

选择哪个：如果你对并发编程特别熟练，推荐使用ReentrantLock，功能更丰富。如果掌握的一般般，使用synchronized会更好

3.2 AQS概述

AQS就是AbstractQueuedSynchronizer抽象类，AQS其实就是JUC包下的一个基类，JUC下的很多内容都是基于AQS实现了部分功能，比如ReentrantLock，ThreadPoolExecutor，阻塞队列，CountDownLatch，Semaphore，CyclicBarrier等等都是基于AQS实现。

首先AQS中提供了一个由volatile修饰，并且采用CAS方式修改的int类型的state变量。

其次AQS中维护了一个双向链表，有head，有tail，并且每个节点都是Node对象

static final class Node {
        static final Node SHARED = new Node();
        static final Node EXCLUSIVE = null;

        static final int CANCELLED =  1;
        static final int SIGNAL    = -1;
        static final int CONDITION = -2;

        static final int PROPAGATE = -3;


        volatile int waitStatus;


        volatile Node prev;


        volatile Node next;


        volatile Thread thread; 
}

AQS内部结构和属性

3.3 加锁流程源码剖析

3.3.1 加锁流程概述

这个是非公平锁的流程

3.3.2 三种加锁源码分析

3.3.2.1 lock方法

1. 执行lock方法后，公平锁和非公平锁的执行套路不一样

   // 非公平锁
   final void lock() {
       // 上来就先基于CAS的方式，尝试将state从0改为1
       if (compareAndSetState(0, 1))
           // 获取锁资源成功，会将当前线程设置到exclusiveOwnerThread属性，代表是当前线程持有着锁资源
           setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
       else
           // 执行acquire，尝试获取锁资源
           acquire(1);
   }
   
   // 公平锁
   final void lock() {
       //  执行acquire，尝试获取锁资源
       acquire(1);
   }
   

2. acquire方法，是公平锁和非公平锁的逻辑一样

   public final void acquire(int arg) {
       // tryAcquire：再次查看，当前线程是否可以尝试获取锁资源
       if (!tryAcquire(arg) &&
           // 没有拿到锁资源
           // addWaiter(Node.EXCLUSIVE)：将当前线程封装为Node节点，插入到AQS的双向链表的结尾
           // acquireQueued：查看我是否是第一个排队的节点，如果是可以再次尝试获取锁资源，如果长时间拿不到，挂起线程
           // 如果不是第一个排队的额节点，就尝试挂起线程即可
           acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
           // 中断线程的操作
           selfInterrupt();
   }
   

3. tryAcquire方法竞争锁最资源的逻辑，分为公平锁和非公平锁

   // 非公平锁实现
   final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
       // 获取当前线程
       final Thread current = Thread.currentThread();
       // 获取了state熟属性
       int c = getState();
       // 判断state当前是否为0,之前持有锁的线程释放了锁资源
       if (c == 0) {
           // 再次抢一波锁资源
           if (compareAndSetState(0, acquires)) {
               setExclusiveOwnerThread(current);
               // 拿锁成功返回true
               return true;
           }
       }
       // 不是0，有线程持有着锁资源，如果是，证明是锁重入操作
       else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
           // 将state + 1
           int nextc = c + acquires;
           if (nextc < 0) // 说明对重入次数+1后，超过了int正数的取值范围
               // 01111111 11111111 11111111 11111111
               // 10000000 00000000 00000000 00000000
               // 说明重入的次数超过界限了。
               throw new Error("Maximum lock count exceeded");
           // 正常的将计算结果，复制给state
           setState(nextc);
           // 锁重入成功
           return true;
       }
       // 返回false
       return false;
   }
   
   
   // 公平锁实现
   protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
       // 获取当前线程
       final Thread current = Thread.currentThread();
       // ....
       int c = getState();
       if (c == 0) {
           // 查看AQS中是否有排队的Node
           // 没人排队抢一手 。有人排队，如果我是第一个，也抢一手
           if (!hasQueuedPredecessors() &&
               // 抢一手~
               compareAndSetState(0, acquires)) {
               setExclusiveOwnerThread(current);
               return true;
           }
       }
       // 锁重入~~~
       else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
           int nextc = c + acquires;
           if (nextc < 0)
               throw new Error("Maximum lock count exceeded");
           setState(nextc);
           return true;
       }
       return false;
   }
   
   // 查看是否有线程在AQS的双向队列中排队
   // 返回false，代表没人排队
   public final boolean hasQueuedPredecessors() {
       // 头尾节点
       Node t = tail; 
       Node h = head;
       // s为头结点的next节点
       Node s;
       // 如果头尾节点相等，证明没有线程排队，直接去抢占锁资源
       return h != t &&
           // s节点不为null，并且s节点的线程为当前线程（排在第一名的是不是我）
           (s == null || s.thread != Thread.currentThread());
   }
   

4. addWaite方法，将没有拿到锁资源的线程扔到AQS队列中去排队

   // 没有拿到锁资源，过来排队，  mode：代表互斥锁
   private Node addWaiter(Node mode) {
       // 将当前线程封装为Node，
       Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
       // 拿到尾结点
       Node pred = tail;
       // 如果尾结点不为null
       if (pred != null) {
           // 当前节点的prev指向尾结点
           node.prev = pred;
           // 以CAS的方式，将当前线程设置为tail节点
           if (compareAndSetTail(pred, node)) {
               // 将之前的尾结点的next指向当前节点
               pred.next = node;
               return node;
           }
       }
       // 如果CAS失败，以死循环的方式，保证当前线程的Node一定可以放到AQS队列的末尾
       enq(node);
       return node;
   }
   
   private Node enq(final Node node) {
       for (;;) {
           // 拿到尾结点
           Node t = tail;
           // 如果尾结点为空，AQS中一个节点都没有，构建一个伪节点，作为head和tail
           if (t == null) { 
               if (compareAndSetHead(new Node()))
                   tail = head;
           } else {
               // 比较熟悉了，以CAS的方式，在AQS中有节点后，插入到AQS队列的末尾
               node.prev = t;
               if (compareAndSetTail(t, node)) {
                   t.next = node;
                   return t;
               }
           }
       }
   }
   

5. acquireQueued方法，判断当前线程是否还能再次尝试获取锁资源，如果不能再次获取锁资源，或者又没获取到，尝试将当前线程挂起

   // 当前没有拿到锁资源后，并且到AQS排队了之后触发的方法。  中断操作这里不用考虑
   final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
       // 不考虑中断
       // failed：获取锁资源是否失败（这里简单掌握落地，真正触发的，还是tryLock和lockInterruptibly）
       boolean failed = true;
       try {
           boolean interrupted = false;
           // 死循环…………
           for (;;) {
               // 拿到当前节点的前继节点
               final Node p = node.predecessor();
               // 前继节点是否是head，如果是head，再次执行tryAcquire尝试获取锁资源。
               if (p == head && tryAcquire(arg)) {
                   // 获取锁资源成功
                   // 设置头结点为当前获取锁资源成功Node，并且取消thread信息
                   setHead(node);
                   // help GC
                   p.next = null; 
                   // 获取锁失败标识为false
                   failed = false;
                   return interrupted;
               }
               // 没拿到锁资源……
               // shouldParkAfterFailedAcquire：基于上一个节点转改来判断当前节点是否能够挂起线程，如果可以返回true，
               // 如果不能，就返回false，继续下次循环
               if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                   // 这里基于Unsafe类的park方法，将当前线程挂起
                   parkAndCheckInterrupt())
                   interrupted = true;
           }
       } finally {
           if (failed)
               // 在lock方法中，基本不会执行。
               cancelAcquire(node);
       }
   }
   // 获取锁资源成功后，先执行setHead
   private void setHead(Node node) {
       // 当前节点作为头结点  伪
       head = node;
       // 头结点不需要线程信息
       node.thread = null;
       node.prev = null;
   }
   
   // 当前Node没有拿到锁资源，或者没有资格竞争锁资源，看一下能否挂起当前线程
   private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {
       // -1，SIGNAL状态：代表当前节点的后继节点，可以挂起线程，后续我会唤醒我的后继节点
       // 1，CANCELLED状态：代表当前节点以及取消了
       int ws = pred.waitStatus;
       if (ws == Node.SIGNAL)
           // 上一个节点为-1之后，当前节点才可以安心的挂起线程
           return true;
       if (ws > 0) {
           // 如果当前节点的上一个节点是取消状态，我需要往前找到一个状态不为1的Node，作为他的next节点
           // 找到状态不为1的节点后，设置一下next和prev
           do {
               node.prev = pred = pred.prev;
           } while (pred.waitStatus > 0);
           pred.next = node;
       } else {
           // 上一个节点的状态不是1或者-1，那就代表节点状态正常，将上一个节点的状态改为-1
           compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);
       }
       return false;
   }
   

3.3.2.2 tryLock方法

• tryLock();

  // tryLock方法，无论公平锁还有非公平锁。都会走非公平锁抢占锁资源的操作
  // 就是拿到state的值， 如果是0，直接CAS浅尝一下
  // state 不是0，那就看下是不是锁重入操作
  // 如果没抢到，或者不是锁重入操作，告辞，返回false
  public boolean tryLock() {
      // 非公平锁的竞争锁操作
      return sync.nonfairTryAcquire(1);
  }
  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) // overflow
              throw new Error("Maximum lock count exceeded");
          setState(nextc);
          return true;
      }
      return false;
  }
  

• tryLock(time,unit);

  • 第一波分析，类似的代码：

    // tryLock(time,unit)执行的方法
    public final boolean tryAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout)throws InterruptedException {
        // 线程的中断标记位，是不是从false，别改为了true，如果是，直接抛异常
        if (Thread.interrupted())
            throw new InterruptedException();
        // tryAcquire分为公平和非公平锁两种执行方式，如果拿锁成功， 直接告辞，
        return tryAcquire(arg) ||
            // 如果拿锁失败，在这要等待指定时间
            doAcquireNanos(arg, nanosTimeout);
    }
    
    private boolean doAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout)
            throws InterruptedException {
        // 如果等待时间是0秒，直接告辞，拿锁失败  
        if (nanosTimeout <= 0L)
            return false;
        // 设置结束时间。
        final long deadline = System.nanoTime() + nanosTimeout;
        // 先扔到AQS队列
        final Node node = addWaiter(Node.EXCLUSIVE);
        // 拿锁失败，默认true
        boolean failed = true;
        try {
            for (;;) {
                // 如果在AQS中，当前node是head的next，直接抢锁
                final Node p = node.predecessor();
                if (p == head && tryAcquire(arg)) {
                    setHead(node);
                    p.next = null; // help GC
                    failed = false;
                    return true;
                }
                // 结算剩余的可用时间
                nanosTimeout = deadline - System.nanoTime();
                // 判断是否是否用尽的位置
                if (nanosTimeout <= 0L)
                    return false;
                // shouldParkAfterFailedAcquire：根据上一个节点来确定现在是否可以挂起线程
                if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                    // 避免剩余时间太少，如果剩余时间少就不用挂起线程
                    nanosTimeout > spinForTimeoutThreshold)
                    // 如果剩余时间足够，将线程挂起剩余时间
                    LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout);
                // 如果线程醒了，查看是中断唤醒的，还是时间到了唤醒的。
                if (Thread.interrupted())
                    // 是中断唤醒的！
                    throw new InterruptedException();
            }
        } finally {
            if (failed)
                cancelAcquire(node);
        }
    }
    

  • 取消节点分析：

    // 取消在AQS中排队的Node
    private void cancelAcquire(Node node) {
        // 如果当前节点为null，直接忽略。
        if (node == null)
            return;
        //1. 线程设置为null
        node.thread = null;
    
        //2. 往前跳过被取消的节点，找到一个有效节点
        Node pred = node.prev;
        while (pred.waitStatus > 0)
            node.prev = pred = pred.prev;
    
        //3. 拿到了上一个节点之前的next
        Node predNext = pred.next;
    
        //4. 当前节点状态设置为1，代表节点取消
        node.waitStatus = Node.CANCELLED;
    
        // 脱离AQS队列的操作
        // 当前Node是尾结点，将tail从当前节点替换为上一个节点
        if (node == tail && compareAndSetTail(node, pred)) {
            compareAndSetNext(pred, predNext, null);
        } else {
            // 到这，上面的操作CAS操作失败
            int ws = pred.waitStatus;
            // 不是head的后继节点
            if (pred != head &&
                // 拿到上一个节点的状态，只要上一个节点的状态不是取消状态，就改为-1
                (ws == Node.SIGNAL || (ws <= 0 && compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL))) 
                && pred.thread != null) {
                // 上面的判断都是为了避免后面节点无法被唤醒。
                // 前继节点是有效节点，可以唤醒后面的节点
                Node next = node.next;
                if (next != null && next.waitStatus <= 0)
                    compareAndSetNext(pred, predNext, next);
            } else {
                // 当前节点是head的后继节点
                unparkSuccessor(node);
            }
    
            node.next = node; // help GC
        }
    }
    

3.3.2.3 lockInterruptibly方法

// 这个是lockInterruptibly和tryLock(time,unit)唯一的区别
// lockInterruptibly，拿不到锁资源，就死等，等到锁资源释放后，被唤醒，或者是被中断唤醒
private void doAcquireInterruptibly(int arg) throws InterruptedException {
    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;
            }
            if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) && parkAndCheckInterrupt())
                // 中断唤醒抛异常！
                throw new InterruptedException();
        }
    } finally {
        if (failed)
            cancelAcquire(node);
    }
}

private final boolean parkAndCheckInterrupt() {
    LockSupport.park(this);
    // 这个方法可以确认，当前挂起的线程，是被中断唤醒的，还是被正常唤醒的。
    // 中断唤醒，返回true，如果是正常唤醒，返回false
    return Thread.interrupted();
}

3.4 释放锁流程源码剖析

3.4.1 释放锁流程概述

3.4.2 释放锁源码分析

public void unlock() {
    // 释放锁资源不分为公平锁和非公平锁，都是一个sync对象
    sync.release(1);
}

// 释放锁的核心流程
public final boolean release(int arg) {
    // 核心释放锁资源的操作之一
    if (tryRelease(arg)) {
        // 如果锁已经释放掉了，走这个逻辑
        Node h = head;
        // h不为null，说明有排队的（录课时估计脑袋蒙圈圈。）
        // 如果h的状态不为0（为-1），说明后面有排队的Node，并且线程已经挂起了。
        if (h != null && h.waitStatus != 0)
            // 唤醒排队的线程
            unparkSuccessor(h);
        return true;
    }
    return false;
}
// ReentrantLock释放锁资源操作
protected final boolean tryRelease(int releases) {
    // 拿到state - 1（并没有赋值给state）
    int c = getState() - releases;
    // 判断当前持有锁的线程是否是当前线程，如果不是，直接抛出异常
    if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())
        throw new IllegalMonitorStateException();
    // free，代表当前锁资源是否释放干净了。
    boolean free = false;
    if (c == 0) {
        // 如果state - 1后的值为0，代表释放干净了。
        free = true;
        // 将持有锁的线程置位null
        setExclusiveOwnerThread(null);
    }
    // 将c设置给state
    setState(c);
    // 锁资源释放干净返回true，否则返回false
    return free;
}

// 唤醒后面排队的Node
private void unparkSuccessor(Node node) {
    // 拿到头节点状态
    int ws = node.waitStatus;
    if (ws < 0)
        // 先基于CAS，将节点状态从-1，改为0
        compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0);
    // 拿到头节点的后续节点。
    Node s = node.next;
    // 如果后续节点为null或者，后续节点的状态为1，代表节点取消了。
    if (s == null || s.waitStatus > 0) {
        s = null;
        // 如果后续节点为null，或者后续节点状态为取消状态，从后往前找到一个有效节点环境
        for (Node t = tail; t != null && t != node; t = t.prev)
            // 从后往前找到状态小于等于0的节点
            // 找到离head最新的有效节点，并赋值给s
            if (t.waitStatus <= 0)
                s = t;
    }
    // 只要找到了这个需要被唤醒的节点，执行unpark唤醒
    if (s != null)
        LockSupport.unpark(s.thread);
}

3.5 AQS中常见的问题

3.5.1 AQS中为什么要有一个虚拟的head节点

AQS可以没有head，设计之初指定head只是为了更方便的操作。方便管理双向链表而已，一个哨兵节点的存在。

比如ReentrantLock中释放锁资源时，会考虑是否需要唤醒后继节点。如果头结点的状态不是-1。就不需要去唤醒后继节点。唤醒后继节点时，需要找到head.next节点，如果head.next为null，或者是取消了，此时需要遍历整个双向链表，从后往前遍历，找到离head最近的Node。规避了一些不必要的唤醒操作。

如果不用虚拟节点（哨兵节点），当前节点挂起，当前节点的状态设置为-1。可行。AQS本身就是使用了哨兵节点做双向链表的一些操作。

网上说了，虚拟的head，可以避免重复唤醒操作。虚拟的head并没有处理这个问题。

3.5.2 AQS中为什么使用双向链表

AQS的双向链表就为了更方便的操作Node节点。

在执行tryLock，lockInterruptibly方法时，如果在线程阻塞时，中断了线程，此时线程会执行cancelAcquire取消当前节点，不在AQS的双向链表中排队。如果是单向链表，此时会导致取消节点，无法直接将当前节点的prev节点的next指针，指向当前节点的next节点。

3.6 ConditionObject

3.6.1 ConditionObject的介绍&应用

像synchronized提供了wait和notify的方法实现线程在持有锁时，可以实现挂起，已经唤醒的操作。

ReentrantLock也拥有这个功能。

ReentrantLock提供了await和signal方法去实现类似wait和notify的功能。

想执行await或者是signal就必须先持有lock锁的资源。

先look一下Condition的应用

public static void main(String[] args) throws InterruptedException, IOException {
    ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    Condition condition = lock.newCondition();

    new Thread(() -> {
        lock.lock();
        System.out.println("子线程获取锁资源并await挂起线程");
        try {
            Thread.sleep(5000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        try {
            condition.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("子线程挂起后被唤醒！持有锁资源");

    }).start();
    Thread.sleep(100);
    // =================main======================
    lock.lock();
    System.out.println("主线程等待5s拿到锁资源，子线程执行了await方法");
    condition.signal();
    System.out.println("主线程唤醒了await挂起的子线程");
    lock.unlock();
}

3.6.2 Condition的构建方式&核心属性

发现在通过lock锁对象执行newCondition方法时，本质就是直接new的AQS提供的ConditionObject对象

final ConditionObject newCondition() {
    return new ConditionObject();
}

其实lock锁中可以有多个Condition对象。

在对Condition1进行操作时，不会影响到Condition2的单向链表。

其次可以发现ConditionObject中，只有两个核心属性：

/** First node of condition queue. */
private transient Node firstWaiter;
/** Last node of condition queue. */
private transient Node lastWaiter;

虽然Node对象有prev和next，但是在ConditionObject中是不会使用这两个属性的，只要在Condition队列中，这两个属性都是null。在ConditionObject中只会使用nextWaiter的属性实现单向链表的效果。

3.6.3 Condition的await方法分析（前置分析）

持有锁的线程在执行await方法后会做几个操作：

• 判断线程是否中断，如果中断了，什么都不做。
• 没有中断，就讲当前线程封装为Node添加到Condition的单向链表中
• 一次性释放掉锁资源。
• 如果当前线程没有在AQS队列，就正常执行LockSupport.park(this)挂起线程。

、// await方法的前置分析，只分析到线程挂起
public final void await() throws InterruptedException {
    // 先判断线程的中断标记位是否是true
    if (Thread.interrupted())
        // 如果是true，就没必要执行后续操作挂起了。
        throw new InterruptedException();
    // 在线程挂起之前，先将当前线程封装为Node，并且添加到Condition队列中
    Node node = addConditionWaiter();
    // fullyRelease在释放锁资源，一次性将锁资源全部释放，并且保留重入的次数
    int savedState = fullyRelease(node);
    // 省略一行代码……
    // 当前Node是否在AQS队列中？
    // 执行fullyRelease方法后，线程就释放锁资源了，如果线程刚刚释放锁资源，其他线程就立即执行了signal方法，
    // 此时当前线程就被放到了AQS的队列中，这样一来线程就不需要执行LockSupport.park(this);去挂起线程了
    while (!isOnSyncQueue(node)) {
        // 如果没有在AQS队列中，正常在Condition单向链表里，正常挂起线程。
        LockSupport.park(this);
        // 省略部分代码……
    }
    // 省略部分代码……
}

// 线程挂起先，添加到Condition单向链表的业务~~
private Node addConditionWaiter() {
    // 拿到尾节点。
    Node t = lastWaiter;
    // 如果尾节点有值，并且尾节点的状态不正常，不是-2，尾节点可能要拜拜了~
    if (t != null && t.waitStatus != Node.CONDITION) {
        // 如果尾节点已经取消了，需要干掉取消的尾节点~
        unlinkCancelledWaiters();
        // 重新获取lastWaiter
        t = lastWaiter;
    }
    // 构建当前线程的Node，并且状态设置为-2
    Node node = new Node(Thread.currentThread(), Node.CONDITION);
    // 如果last节点为null。直接将当前节点设置为firstWaiter
    if (t == null)
        firstWaiter = node;
    else
        // 如果last节点不为null，说明有值，就排在lastWaiter的后面
        t.nextWaiter = node;
    // 把当前节点设置为最后一个节点
    lastWaiter = node;
    // 返回当前节点
    return node;
}

// 干掉取消的尾节点。
private void unlinkCancelledWaiters() {
    // 拿到头节点
    Node t = firstWaiter;
    // 声明一个节点，爱啥啥~~~
    Node trail = null;
    // 如果t不为null，就正常执行~~
    while (t != null) {
        // 拿到t的next节点
        Node next = t.nextWaiter;
        // 如果t的状态不为-2，说明有问题
        if (t.waitStatus != Node.CONDITION) {
            // t节点的next为null
            t.nextWaiter = null;
            // 如果trail为null，代表头结点状态就是1，
            if (trail == null)
                // 将头结点指向next节点
                firstWaiter = next;
            else
                // 如果trail有值，说明不是头结点位置
                trail.nextWaiter = next;
            // 如果next为null，说明单向链表遍历到最后了，直接结束
            if (next == null)
                lastWaiter = trail;
        }
        // 如果t的状态是-2，一切正常
        else {
            // 临时存储t
            trail = t;
        }
        // t指向之前的next
        t = next;
    }
}

// 一次性释放锁资源
final int fullyRelease(Node node) {
    // 标记位，释放锁资源默认失败！
    boolean failed = true;
    try {
        // 拿到现在state的值
        int savedState = getState();
        // 一次性释放干净全部锁资源
        if (release(savedState)) {
            // 释放锁资源失败了么？ 没有！
            failed = false;
            // 返回对应的锁资源信息
            return savedState;
        } else {
            throw new IllegalMonitorStateException();
        }
    } finally {
        if (failed)
            // 如果释放锁资源失败，将节点状态设置为取消
            node.waitStatus = Node.CANCELLED;
    }
}

3.6.4 Condition的signal方法分析

分为了几个部分：

• 确保执行signal方法的是持有锁的线程
• 脱离Condition的队列
• 将Node状态从-2改为0
• 将Node添加到AQS队列
• 为了避免当前Node无法在AQS队列正常唤醒做了一些判断和操作

// 线程挂起后，可以基于signal唤醒~
public final void signal() {
    // 在ReentrantLock中，如果执行signal的线程没有持有锁资源，直接扔异常
    if (!isHeldExclusively())
        throw new IllegalMonitorStateException();
    // 拿到排在Condition首位的Node
    Node first = firstWaiter;
    // 有Node在排队，才需要唤醒，如果没有，直接告辞~~
    if (first != null)
        doSignal(first);
}

// 开始唤醒Condition中的Node中的线程
private void doSignal(Node first) {
    // 先一波do-while走你~~~
    do {
        // 获取到第二个节点，并且将第二个节点设置为firstWaiter
        if ( (firstWaiter = first.nextWaiter) == null)
            // 说明就一个节点在Condition队列中，那么直接将firstWaiter和lastWaiter置位null
            lastWaiter = null;
        // 如果还有nextWaiter节点，因为当前节点要被唤醒了，脱离整个Condition队列。将nextWaiter置位null
        first.nextWaiter = null;
        // 如果transferForSignal返回true，一切正常，退出while循环
    } while (!transferForSignal(first) &&
            // 如果后续节点还有，往后面继续唤醒，如果没有，退出while循环
             (first = firstWaiter) != null);
}

// 准备开始唤醒在Condition中排队的Node
final boolean transferForSignal(Node node) {
    // 将在Condition队列中的Node的状态从-2，改为0，代表要扔到AQS队列了。
    if (!compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0))
        // 如果失败了，说明在signal之前应当是线程被中断了，从而被唤醒了。
        return false;
    // 如果正常的将Node的状态从-2改为0，这是就要将Condition中的这个Node扔到AQS的队列。
    // 将当前Node扔到AQS队列，返回的p是当前Node的prev
    Node p = enq(node);
    // 获取上一个Node的状态
    int ws = p.waitStatus;
    // 如果ws > 0 ，说明这个Node已经被取消了。
    // 如果ws状态不是取消，将prev节点的状态改为-1,。
    if (ws > 0 || !compareAndSetWaitStatus(p, ws, Node.SIGNAL))
        // 如果prev节点已经取消了，可能会导致当前节点永远无法被唤醒。立即唤醒当前节点，基于acquireQueued方法，
            // 让当前节点找到一个正常的prev节点，并挂起线程
        // 如果prev节点正常，但是CAS修改prev节点失败了。证明prev节点因为并发原因导致状态改变。还是为了避免当前
            // 节点无法被正常唤醒，提前唤醒当前线程，基于acquireQueued方法，让当前节点找到一个正常的prev节点，并挂起线程
        LockSupport.unpark(node.thread);
    // 返回true
    return true;
}

3.6.5 Conditiond的await方法分析（后置分析）

分为了几个部分：

• 唤醒之后，要先确认是中断唤醒还是signal唤醒，还是signal唤醒后被中断
• 确保当前线程的Node已经在AQS队列中
• 执行acquireQueued方法，等待锁资源。
• 在获取锁资源后，要确认是否在获取锁资源的阶段被中断过，如果被中断过，并且不是THROW_IE，那就确保interruptMode是REINTERRUPT。
• 确认当前Node已经不在Condition队列中了
• 最终根据interruptMode来决定具体做的事情
  • 0：嘛也不做。
  • THROW_IE：抛出异常
  • REINTERRUPT：执行线程的interrupt方法

// 现在分析await方法的后半部分
public final void await() throws InterruptedException {
    if (Thread.interrupted())
        throw new InterruptedException();
    Node node = addConditionWaiter();
    int savedState = fullyRelease(node);
    // 中断模式~
    int interruptMode = 0;
    while (!isOnSyncQueue(node)) {
        LockSupport.park(this);
        // 如果线程执行到这，说明现在被唤醒了。
        // 线程可以被signal唤醒。（如果是signal唤醒，可以确认线程已经在AQS队列中）
        // 线程可以被interrupt唤醒，线程被唤醒后，没有在AQS队列中。
        // 如果线程先被signal唤醒，然后线程中断了。。。。（做一些额外处理）
        // checkInterruptWhileWaiting可以确认当前中如何唤醒的。
        // 返回的值，有三种
        // 0：正常signal唤醒，没别的事（不知道Node是否在AQS队列）
        // THROW_IE（-1）：中断唤醒，并且可以确保在AQS队列
        // REINTERRUPT（1）：signal唤醒，但是线程被中断了，并且可以确保在AQS队列
        if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
            break;
    }
    // Node一定在AQS队列
    // 执行acquireQueued，尝试在ReentrantLock中获取锁资源。
    // acquireQueued方法返回true：代表线程在AQS队列中挂起时，被中断过
    if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)
        // 如果线程在AQS队列排队时，被中断了，并且不是THROW_IE状态，确保线程的interruptMode是REINTERRUPT
        // REINTERRUPT：await不是中断唤醒，但是后续被中断过！！！
        interruptMode = REINTERRUPT;
    // 如果当前Node还在condition的单向链表中，脱离Condition的单向链表
    if (node.nextWaiter != null) 
        unlinkCancelledWaiters();
    // 如果interruptMode是0，说明线程在signal后以及持有锁的过程中，没被中断过，什么事都不做！
    if (interruptMode != 0)
        // 如果不是0~
        reportInterruptAfterWait(interruptMode);
}
// 判断当前线程被唤醒的模式，确认interruptMode的值。
private int checkInterruptWhileWaiting(Node node) {
    // 判断线程是否中断了。
    return Thread.interrupted() ?
        // THROW_IE：代表线程是被interrupt唤醒的，需要向上排除异常
        // REINTERRUPT：代表线程是signal唤醒的，但是在唤醒之后，被中断了。

        (transferAfterCancelledWait(node) ? THROW_IE : REINTERRUPT) :
        // 线程是正常的被signal唤醒，并且线程没有中断过。
        0;
}

// 判断线程到底是中断唤醒的，还是signal唤醒的！
final boolean transferAfterCancelledWait(Node node) {
    // 基于CAS将Node的状态从-2改为0
    if (compareAndSetWaitStatus(node, Node.CONDITION, 0)) {
        // 说明是中断唤醒的线程。因为CAS成功了。
        // 将Node添加到AQS队列中~（如果是中断唤醒的，当前线程同时存在Condition的单向链表以及AQS的队列中）
        enq(node);
        // 返回true
        return true;
    }
    // 判断当前的Node是否在AQS队列（signal唤醒的，但是可能线程还没放到AQS队列）
    // 等到signal方法将线程的Node扔到AQS队列后，再做后续操作
    while (!isOnSyncQueue(node))
        // 如果没在AQS队列上，那就线程让步，稍等一会，Node放到AQS队列再处理（看CPU）
        Thread.yield();
    // signal唤醒的，返回false
    return false;
}

// 确认Node是否在AQS队列上
final boolean isOnSyncQueue(Node node) {
    // 如果线程状态为-2，肯定没在AQS队列
    // 如果prev节点的值为null，肯定没在AQS队列
    if (node.waitStatus == Node.CONDITION || node.prev == null)
        // 返回false
        return false;
    // 如果节点的next不为null。说明已经在AQS队列上。、
    if (node.next != null) 
        // 确定AQS队列上有！
        return true;
    // 如果上述判断都没有确认节点在AQS队列上，在AQS队列中寻找一波
    return findNodeFromTail(node);
}
// 在AQS队列中找当前节点
private boolean findNodeFromTail(Node node) {
    // 拿到尾节点
    Node t = tail;
    for (;;) {
        // tail是否是当前节点，如果是，说明在AQS队列
        if (t == node)
            // 可以跳出while循环
            return true;
        // 如果节点为null，AQS队列中没有当前节点
        if (t == null)
            // 进入while，让步一手
            return false;
        // t向前引用
        t = t.prev;
    }
}

private void reportInterruptAfterWait(int interruptMode) throws InterruptedException {
    // 如果是中断唤醒的await，直接抛出异常！
    if (interruptMode == THROW_IE)
        throw new InterruptedException();
    // 如果是REINTERRUPT，signal后被中断过
    else if (interruptMode == REINTERRUPT)
        // 确认线程的中断标记位是true
        // Thread.currentThread().interrupt();
        selfInterrupt();
}

3.6.6 Condition的awaitNanos&signalAll方法分析

awaitNanos：仅仅是在await方法的基础上，做了一内内的改变，整体的逻辑思想都是一样的。

挂起线程时，传入要阻塞的时间，时间到了，自动唤醒，走添加到AQS队列的逻辑

// await指定时间，多了个时间到了自动醒。
public final long awaitNanos(long nanosTimeout)
        throws InterruptedException {
    if (Thread.interrupted())
        throw new InterruptedException();
    Node node = addConditionWaiter();
    int savedState = fullyRelease(node);
    // deadline：当前线程最多挂起到什么时间点
    final long deadline = System.nanoTime() + nanosTimeout;
    int interruptMode = 0;
    while (!isOnSyncQueue(node)) {
        // nanosTimeout的时间小于等于0，直接告辞！！
        if (nanosTimeout <= 0L) {
            // 正常扔到AQS队列
            transferAfterCancelledWait(node);
            break;
        }
        // nanosTimeout的时间大于1000纳秒时，才可以挂起线程
        if (nanosTimeout >= spinForTimeoutThreshold)
            // 如果大于，正常挂起
            LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout);
        if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
            break;
        // 计算剩余的挂起时间，可能需要重新的走while循环，再次挂起线程
        nanosTimeout = deadline - System.nanoTime();
    }
    if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE)
        interruptMode = REINTERRUPT;
    if (node.nextWaiter != null)
        unlinkCancelledWaiters();
    if (interruptMode != 0)
        reportInterruptAfterWait(interruptMode);
    // 剩余的挂起时间
    return deadline - System.nanoTime();
}

signalAll方法。这个方法一看就懂，之前signal是唤醒1个，这个是全部唤醒

// 以do-while的形式，将Condition单向链表中的所有Node，全部唤醒并扔到AQS队列
private void doSignalAll(Node first) {
    // 将头尾都置位null~
    lastWaiter = firstWaiter = null;
    do {
        // 拿到next节点的引用
        Node next = first.nextWaiter;
        // 断开当前Node的nextWaiter
        first.nextWaiter = null;
        // 修改Node状态，扔AQS队列，是否唤醒！
        transferForSignal(first);
        // 指向下一个节点
        first = next;
    } while (first != null);
}