canal源码之BooleanMutex(基于AQS中共享锁实现)
在看canal源码时发现一个有趣的锁实现--BooleanMutex
这个锁在canal里面多处用到,相当于一个开关,比如系统初始化/授权控制,没权限时阻塞等待,有权限时所有线程都可以快速通过
先看它的核心基于AQS的锁实现:
private final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer { private static final long serialVersionUID = 2559471934544126329L;
/** State value representing that TRUE */
private static final int TRUE = 1;
/** State value representing that FALSE */
private static final int FALSE = 2; private boolean isTrue(int state) {
return (state & TRUE) != 0;
}
/**
* 实现AQS的接口,获取共享锁的判断
*/
protected int tryAcquireShared(int state) {
// 如果为true,直接允许获取锁对象
// 如果为false,进入阻塞队列,等待被唤醒
return isTrue(getState()) ? 1 : -1;
} /**
* 实现AQS的接口,释放共享锁的判断
*/
protected boolean tryReleaseShared(int ignore) {
// 始终返回true,代表可以release
return true;
} boolean innerState() {
return isTrue(getState());
} void innerGet() throws InterruptedException {
acquireSharedInterruptibly(0);
} void innerGet(long nanosTimeout) throws InterruptedException, TimeoutException {
if (!tryAcquireSharedNanos(0, nanosTimeout)) throw new TimeoutException();
} void innerSetTrue() {
for (;;) {
int s = getState();
if (s == TRUE) {
return; // 直接退出
}
if (compareAndSetState(s, TRUE)) {// cas更新状态,避免并发更新true操作
releaseShared(0);// 释放一下锁对象,唤醒一下阻塞的Thread
return;
}
}
} void innerSetFalse() {
for (;;) {
int s = getState();
if (s == FALSE) {
return; // 直接退出
}
if (compareAndSetState(s, FALSE)) {// cas更新状态,避免并发更新false操作
return;
}
}
} }
它重写了AQS中共享锁的判断可持有方法tryAcquireShared和判断可释放锁的方法tryReleaseShared
也就是说,它是重写AQS中共享锁的方法来实现的,有意思的是它不像普通AQS实现的共享锁,比如Semaphore这种有许可证个数,也就是同时能被几个线程持有是固定的,而它理论上只要打开了开关就允许任意线程通过
下面看下它是怎么实现的:
首先它定义了两个int类型属性:
/** State value representing that TRUE */
private static final int TRUE = 1;
/** State value representing that FALSE */
private static final int FALSE = 2;
这两个属性代表了AQS中state的值,也就是说这把锁中的state值始终为1或者2,看下下面这两个方法
void innerSetTrue() {
for (;;) {
int s = getState();
if (s == TRUE) {
return; // 直接退出
}
if (compareAndSetState(s, TRUE)) {// cas更新状态,避免并发更新true操作
releaseShared(0);// 释放一下锁对象,唤醒一下阻塞的Thread
return;
}
}
} void innerSetFalse() {
for (;;) {
int s = getState();
if (s == FALSE) {
return; // 直接退出
}
if (compareAndSetState(s, FALSE)) {// cas更新状态,避免并发更新false操作
return;
}
}
}
显而易见,这两个方法都自旋的CAS改变state的值,那这两个方法在哪里调用呢?
public void set(Boolean mutex) {
if (mutex) {
sync.innerSetTrue();
} else {
sync.innerSetFalse();
}
}
这个方法封装了改变state值的方法,其实它就相当于我们常用锁的加锁和释放锁方法,原因在于它获取共享锁的判断:
protected int tryAcquireShared(int state) {
return isTrue(getState()) ? 1 : -1;
}
private boolean isTrue(int state) {
return (state & TRUE) != 0;
}
由于state值始终为1或0,当state值为0时isTrue返回false,tryAcquireShared返回-1,AQS在共享锁的获取锁判断中如果tryAcquireShared<0代表共享锁许可证已经颁发完,后续申请锁的线程需要进入FIFO队列等待
相反如果state值为1,tryAcquireShared>0就直接获取锁对象
所以,当set(false)的时候,自旋的CAS把state值改成0,线程需要等待,相反set(true)就能获取锁成功
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