Java AQS 中独占模式获取锁的 `acquire` 流程怎么源码解析

星宇酱_8680

星宇酱_8680

2026-09-24

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acquire(int arg)是aqs独占模式获取锁的核心方法,先tryacquire尝试cas抢占,失败则addwaiter入队、acquirequeued自旋等待并可能挂起,全程不响应中断。

java aqs 中独占模式获取锁的 `acquire` 流程怎么源码解析

Java AQS(AbstractQueuedSynchronizer)中,独占模式下获取锁的核心方法是 acquire(int arg),它不响应中断、不超时,是 ReentrantLock.lock() 等 API 的底层支撑。它的流程本质是:先尝试快速抢占(CAS),失败则入队等待、挂起,被唤醒后重试。

一、acquire 的主干逻辑很简洁

源码位于 java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer

public final void acquire(int arg) {
    if (!tryAcquire(arg) && acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
        selfInterrupt();
}

这行代码包含三个关键动作,按顺序执行:

  • tryAcquire(arg):由子类实现(如 ReentrantLock.Sync),用 CAS 尝试修改 state。成功则直接获得锁,不进队列;失败则继续下一步。
  • addWaiter(Node.EXCLUSIVE):将当前线程封装为独占模式的 Node,插入同步队列尾部(带 CAS 保证线程安全)。
  • acquireQueued(node, arg):让该节点在队列中自旋等待。若前驱是 head 且再次 tryAcquire 成功,则成为新 head;否则调用 shouldParkAfterFailedAcquire 设置前驱 waitStatus 为 SIGNAL,并调用 park 挂起线程。

二、addWaiter:线程如何安全入队

这个方法处理两个常见场景:

  • 队列已存在:用 CAS 将新节点设为 tail;失败则进入循环重试。
  • 队列为空(tail == null):先调用 enq(node) 初始化 head 和 tail(head 是哑结点,不关联任何线程)。

注意:addWaiter 返回的是新创建的 Node,它已被链入队列尾部,但此时还没开始等待。

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三、acquireQueued:真正“排队等锁”的核心

该方法在一个 for 循环中反复检查是否能获取锁,逻辑分三步:

  • 检查前驱节点是否为 head:只有 head 后继才有资格竞争锁(FIFO 原则)。
  • 再次调用 tryAcquire(arg):避免唤醒开销,也支持“唤醒即得锁”优化。
  • 若仍失败,则调用 shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) 判断是否可挂起:
    • 前驱 waitStatus == -1(SIGNAL)→ 可安全 park;
    • waitStatus > 0(CANCELLED)→ 跳过所有取消节点;
    • 其他情况 → 先将前驱设为 SIGNAL,再重试判断。

一旦 park,线程会阻塞,直到被前驱节点在释放锁时调用 unparkSuccessor 唤醒。

四、补充:为什么 acquire 不响应中断

整个流程中没有检查 Thread.interrupted(),也不会抛出 InterruptedException。如果线程在 park 期间被中断,acquireQueued 会返回 true,最终触发 selfInterrupt() —— 即补上一次中断标记(不是抛异常)。这是为了保持语义一致性:lock() 必须拿到锁才返回,中断只是“通知”,不改变加锁结果。

若需响应中断,应使用 acquireInterruptibly(arg),它在 park 前后都检查中断状态并抛出异常。

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