本文轉載自公號：Java技術驛站

在上篇文章中提到了AQS內部維護著一個FIFO佇列，該佇列就是CLH同步佇列。

CLH同步佇列是一個FIFO雙向佇列，AQS依賴它來完成同步狀態的管理，當前執行緒如果獲取同步狀態失敗時，AQS則會將當前執行緒已經等待狀態等資訊構造成一個節點（Node）並將其加入到CLH同步佇列，同時會阻塞當前執行緒，當同步狀態釋放時，會把首節點喚醒（公平鎖），使其再次嘗試獲取同步狀態。

在CLH同步佇列中，一個節點表示一個執行緒，它儲存著執行緒的引用（thread）、狀態（waitStatus）、前驅節點（prev）、後繼節點（next），其定義如下：

staticfinalclass
 
Node{/** 共享 */staticfinalNode SHARED =newNode();/** 獨佔 */staticfinalNode EXCLUSIVE =null;/**
     * 因為超時或者中斷，節點會被設定為取消狀態，被取消的節點時不會參與到競爭中的，他會一直保持取消狀態不會轉變為其他狀態；
     */staticfinalint CANCELLED =1;/**
     * 後繼節點的執行緒處於等待狀態，而當前節點的執行緒如果釋放了同步狀態或者被取消，將會通知後繼節點，使後繼節點的執行緒得以執行
     */staticfinalint SIGNAL    =-1;/**
     * 節點在等待佇列中，節點執行緒等待在Condition上，當其他執行緒對Condition呼叫了signal()後，改節點將會從等待佇列中轉移到同步佇列中，加入到同步狀態的獲取中
     */
 
staticfinalint CONDITION =-2;/**
     * 表示下一次共享式同步狀態獲取將會無條件地傳播下去
     */staticfinalint PROPAGATE =-3;/** 等待狀態 */volatileint waitStatus;/** 前驅節點 */volatileNode prev;/** 後繼節點 */volatileNodenext;/** 獲取同步狀態的執行緒 */volatileThread thread;Node nextWaiter;finalboolean isShared(){return nextWaiter == SHARED;}finalNode predecessor
 
()throwsNullPointerException{Node p = prev;if(p ==null)thrownewNullPointerException();elsereturn p;}Node(){}Node(Thread thread,Node mode){this.nextWaiter = mode;this.thread = thread;}Node(Thread thread,int waitStatus){this.waitStatus = waitStatus;this.thread = thread;}}

CLH同步佇列結構圖如下：

1、入列

學了資料結構的我們，CLH佇列入列是再簡單不過了，無非就是tail指向新節點、新節點的prev指向當前最後的節點，當前最後一個節點的next指向當前節點。

程式碼我們可以看看addWaiter(Node node)方法：

privateNode addWaiter(Node mode){//新建NodeNode node =newNode(Thread.currentThread(), mode);//快速嘗試新增尾節點Node pred = tail;if(pred !=null){
            node.prev = pred;//CAS設定尾節點if(compareAndSetTail(pred, node)){
                pred.next= node;return node;}}//多次嘗試
        enq(node);return node;}

addWaiter(Node node)先通過快速嘗試設定尾節點，如果失敗，則呼叫enq(Node node)方法設定尾節點。

privateNode enq(finalNode node){//多次嘗試，直到成功為止for(;;){Node t = tail;//tail不存在，設定為首節點if(t ==null){if(compareAndSetHead(newNode()))
                    tail = head;}else{//設定為尾節點
                node.prev = t;if(compareAndSetTail(t, node)){
                    t.next= node;return t;}}}}

在上面程式碼中，兩個方法都是通過一個CAS方法compareAndSetTail(Node expect, Node update)來設定尾節點，該方法可以確保節點是執行緒安全新增的。在enq(Node node)方法中，AQS通過“死迴圈”的方式來保證節點可以正確新增，只有成功新增後，當前執行緒才會從該方法返回，否則會一直執行下去。

過程圖如下：

2、出列

CLH同步佇列遵循FIFO，首節點的執行緒釋放同步狀態後，將會喚醒它的後繼節點（next），而後繼節點將會在獲取同步狀態成功時將自己設定為首節點，這個過程非常簡單，head執行該節點並斷開原首節點的next和當前節點的prev即可，注意在這個過程是不需要使用CAS來保證的，因為只有一個執行緒能夠成功獲取到同步狀態。

過程圖如下：

- END -

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