我在Java併發之AQS原始碼分析（一）這篇文章中，從原始碼的角度深度剖析了 AQS 獨佔鎖模式下的獲取鎖與釋放鎖的邏輯，如果你把這部分搞明白了，再看共享鎖的實現原理，思路就會清晰很多。下面我們繼續從原始碼中窺探共享鎖的實現原理。

共享鎖

獲取鎖

public final void acquireShared(int arg) {
  // 嘗試獲取共享鎖，小於0表示獲取失敗
  if (tryAcquireShared(arg) < 0)
    // 執行獲取鎖失敗的邏輯
    doAcquireShared(arg);
}

這裡的 tryAcquireShared 方法是留給實現方去實現獲取鎖的具體邏輯的，我們主要看 doAcquireShared 方法的實現邏輯：

private void doAcquireShared(int arg) {
  // 新增共享鎖型別節點到佇列中
  final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
  boolean failed = true;
  try {
    boolean interrupted = false;
    for (;;) {
      final Node p = node.predecessor();
      if (p == head) {
        // 再次嘗試獲取共享鎖
        int r = tryAcquireShared(arg);
        // 如果在這裡成功獲取共享鎖，會進入共享鎖喚醒邏輯
        if (r >= 0) {
          // 共享鎖喚醒邏輯
          setHeadAndPropagate(node, r);
          p.next = null; // help GC
          if (interrupted)
            selfInterrupt();
          failed = false;
          return;
        }
      }
      // 與獨佔鎖相同的掛起邏輯
      if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
          parkAndCheckInterrupt())
        interrupted = true;
    }
  } finally {
    if (failed)
      cancelAcquire(node);
  }
}
 

看到上面的程式碼，是不是有一種熟悉的感覺，同樣是採用了自旋機制，線上程掛起之前，不斷地迴圈嘗試獲取鎖，不同的是，一旦獲取共享鎖，會呼叫 setHeadAndPropagate 方法同時喚醒後繼節點，實現共享模式，下面是喚醒後繼節點程式碼邏輯：

private void setHeadAndPropagate(Node node, int propagate) {
  // 頭節點
  Node h = head; 
  // 設定當前節點為新的頭節點
  // 這裡不需要加鎖操作，因為獲取共享鎖後，會從FIFO佇列中依次喚醒佇列，並不會產生併發安全問題
  setHead(node);
  if (propagate > 0 || h == null || h.waitStatus < 0 ||
      (h = head) == null || h.waitStatus < 0) {
    // 後繼節點
    Node s = node.next;
    // 如果後繼節點為空或者後繼節點為共享型別，則進行喚醒後繼節點
    // 這裡後繼節點為空意思是隻剩下當前頭節點了
    if (s == null || s.isShared())
      doReleaseShared();
  }
}
 

該方法主要做了兩個重要的步驟：

1. 將當前節點設定為新的頭節點，這點很重要，這意味著當前節點的前置節點（舊頭節點）已經獲取共享鎖了，從佇列中去除；
2. 呼叫 doReleaseShared 方法，它會呼叫 unparkSuccessor 方法喚醒後繼節點。

釋放鎖

public final boolean releaseShared(int arg) {
  // 由使用者自行實現釋放鎖條件
  if (tryReleaseShared(arg)) {
    // 執行釋放鎖
    doReleaseShared();
    return true;
  }
  return false;
}

下面是釋放鎖邏輯：

private void doReleaseShared() {
  for (;;) {
    // 從頭節點開始執行喚醒操作
    // 這裡需要注意，如果從setHeadAndPropagate方法呼叫該方法，那麼這裡的head是新的頭節點
    Node h = head;
    if (h != null && h != tail) {
      int ws = h.waitStatus;
      //表示後繼節點需要被喚醒
      if (ws == Node.SIGNAL) {
        // 初始化節點狀態
        //這裡需要CAS原子操作，因為setHeadAndPropagate和releaseShared這兩個方法都會頂用doReleaseShared，避免多次unpark喚醒操作
        if (!compareAndSetWaitStatus(h, Node.SIGNAL, 0))
          // 如果初始化節點狀態失敗，繼續迴圈執行
          continue;            // loop to recheck cases
        // 執行喚醒操作
        unparkSuccessor(h);
      }
      //如果後繼節點暫時不需要喚醒，那麼當前頭節點狀態更新為PROPAGATE，確保後續可以傳遞給後繼節點
      else if (ws == 0 &&
               !compareAndSetWaitStatus(h, 0, Node.PROPAGATE))
        continue;                // loop on failed CAS
    }
    // 如果在喚醒的過程中頭節點沒有更改，退出迴圈
    // 這裡防止其它執行緒又設定了頭節點，說明其它執行緒獲取了共享鎖，會繼續迴圈操作
    if (h == head)                   // loop if head changed
      break;
  }
}

共享鎖的釋放鎖邏輯比獨佔鎖的釋放鎖邏輯稍微複雜，原因是共享鎖需要釋放佇列中所有共享型別的節點，因此需要迴圈操作，由於釋放鎖過程中會涉及多個地方修改節點狀態，此時需要 CAS 原子操作來併發安全。

獲取共享鎖流程圖：

總結

更獨佔鎖相比，從流程圖也可看出，共享鎖的主要特徵是當有一個執行緒獲取到鎖之後，那麼它就會依次喚醒等待佇列中可以跟它共享的節點，當然這些節點也是共享鎖型別。

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