lockInterruptibly 和lock 原理

因为在看ArrayBlockIngQueue 发现问题。其中put，take，offer(e,time,unit), poll(time,unit)是阻塞的方法，offer(e),poll(),是非阻塞方法，

 其中offer(e),offer(e,timeout,unit)两个方法中的获取锁的方法不一样。那为什么要这么做呢？

可以比较下面两份代码，一个用lock，一个用lockInterruptibly。 

public boolean offer(E e) {
    checkNotNull(e);
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    // 这里用这个lock方法。
    lock.lock();
    try {
        if (count == items.length)
            return false;
        else {
            insert(e);
            return true;
        }
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

public boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)
    throws InterruptedException {

    checkNotNull(e);
    long nanos = unit.toNanos(timeout);
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    //这里用这个方法
    lock.lockInterruptibly();
    try {
        while (count == items.length) {
            if (nanos <= 0)
                return false;
            nanos = notFull.awaitNanos(nanos);
        }
        insert(e);
        return true;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

下面来介绍一下 两个方法都有什么不同。

lockInterruptibly 优先考虑响应中断，再去获取锁。

/**
 * Acquires the lock unless the current thread is
 * {@linkplain Thread#interrupt interrupted}.
 * 获取锁，除非当前线程被打断了。 意思就是是如果不被打断，就能获取到锁。
 *
 * <p>Acquires the lock if it is not held by another thread and returns
 * immediately, setting the lock hold count to one.
 * 如果锁没有被别的线程持有，则获得这个锁，立刻返回，设置当前锁持有的个数是1.
 *
 * <p>If the current thread already holds this lock then the hold count
 * is incremented by one and the method returns immediately.
 如果当前线程已经持有锁了，那么持有锁的个数增加1，并立刻返回。
 *
 * <p>If the lock is held by another thread then the
 * current thread becomes disabled for thread scheduling
 * purposes and lies dormant until one of two things happens:
 *
 如果锁被别的线程持有，那么当前线程将出于线程调度的目的变得不可用，直到发生下面两种情况之一:
 * <ul>
 *
 * <li>The lock is acquired by the current thread; or
 *锁由当前线程获得。
 * <li>Some other thread {@linkplain Thread#interrupt interrupts} the
 * current thread.
 *或者其他线程打断当前线程
 * </ul>
 *
 * <p>If the lock is acquired by the current thread then the lock hold
 * count is set to one.
 *如果锁被当前线程获得，那么锁持有计数被设置为1.
 * <p>If the current thread:
 *
 * <ul>
 *
 * <li>has its interrupted status set on entry to this method; or
 *
 * <li>is {@linkplain Thread#interrupt interrupted} while acquiring
 * the lock,
 *
 * </ul>
 *
 * then {@link InterruptedException} is thrown and the current thread's
 * interrupted status is cleared.
 *
 如果当前线程在进入这个方法时有中断状态或者在获取锁时，被打断，则抛出InterruptedException异常，并且清除interrupted status
 * <p>In this implementation, as this method is an explicit
 * interruption point, preference is given to responding to the
 * interrupt over normal or reentrant acquisition of the lock.
 *
 在这个实现中，由于这个方法明显是一个中断点，优先考虑响应中断，而不是正常的或者可重入锁获取。
 * @throws InterruptedException if the current thread is interrupted
 */
public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
    sync.acquireInterruptibly(1);
}

/**
 * Acquires in exclusive mode, aborting if interrupted.
 * Implemented by first checking interrupt status, then invoking
 * at least once {@link #tryAcquire}, returning on
 * success.  Otherwise the thread is queued, possibly repeatedly
 * blocking and unblocking, invoking {@link #tryAcquire}
 * until success or the thread is interrupted.  This method can be
 * used to implement method {@link Lock#lockInterruptibly}.
 *
 * @param arg the acquire argument.  This value is conveyed to
 *        {@link #tryAcquire} but is otherwise uninterpreted and
 *        can represent anything you like.
 * @throws InterruptedException if the current thread is interrupted
 */
public final void acquireInterruptibly(int arg)
        throws InterruptedException {
    if (Thread.interrupted())
        throw new InterruptedException();
    if (!tryAcquire(arg))
        doAcquireInterruptibly(arg);
}

/**
 * Acquires in exclusive interruptible mode.
 * @param arg the acquire argument
 */
private void doAcquireInterruptibly(int arg)
    throws InterruptedException {
    final Node node = addWaiter(Node.EXCLUSIVE);
    boolean failed = true;
    try {
        // 自旋 获取锁。
        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())
                throw new InterruptedException();
        }
    } finally {
        if (failed)
            cancelAcquire(node);
    }
}

lock() 调用了抽象类Sync（实现了AQS）的lock()方法，这是一个抽象方法，有两个实现，一个公平锁，一个非公平锁，最终都调用到acquire(int arg)方法，内部处理了中断。

优先考虑获取锁，待获取锁成功后，才响应中断。

 /**
 * 获得锁。
 *
 * 如果锁不被其他线程持有，则获取锁，并立即返回，将锁持有计数设置为1。
 *
 * 如果当前线程已经持有锁，那么持有计数将增加1，方法立即返回。
 *
 * 如果锁由另一个线程持有，则当前线程将出于线程调度目的而禁用，
 * 并处于休眠状态，直到获得锁，此时锁持有计数被设置为1。
 */
public void lock() {
    sync.lock();
}
/**
  * 执行锁。子类化的主要原因是允许非公平版本的快速路径。
*/
abstract void lock();
/**
 * 以独占模式获取，忽略中断。通过至少调用一次{@link #tryAcquire}来实现，成功后返回。
 * 否则，线程将排队，可能会反复阻塞和解除阻塞，调用{@link #tryAcquire}直到成功。
 * 此方法可用于实现方法{@link Lock# Lock}。
 *
 * @param arg the acquire argument.  This value is conveyed to
 *        {@link #tryAcquire} but is otherwise uninterpreted and
 *        can represent anything you like.
 */
public final void acquire(int arg) {
    //tryAcquire(arg) 试图以独占模式获取。这个方法应该查询对象的状态是否允许以独占模式获取它，
    //如果允许，也应该查询是否允许以独占模式获取它。
    
    //acquireQueued 获取队列中已存在线程的独占不可中断模式。用于条件等待方法以及获取。
    if (!tryAcquire(arg) &&
        acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
        //中断当前线程。
        selfInterrupt();
}

比较两个方法发现：

lock优先考虑获取锁，待获取锁成功后，才响应中断。这个方法不抛出中断异常。

lockInterruptibly 优先考虑响应中断，再去获取锁。这个方法会抛出中断异常。

所以我们返回来看： 

offer(e), 这个方法的实现用是调用lock, 实现的功能是入队之后，要么返回true，要么返回false，还有如果入队的元素是null，那么会抛空指针异常，但是这个方法不会抛出被中断的异常(InterruptedException)。

这个方法内部也设置了中断状态，但是不会抛出中断异常。非阻塞方法。入队不成功，就返回。

offer(e,timeout,unit) 这个方法调用lockInterruptibly, 实现的功能是在指定的时间内如果入队成功，则返回true，反之，返回false，如果在等待入队的过程中被其他线程打断，会抛出异常。 

这个方法会抛出中断异常。而且是阻塞方法。

 2019-09-25

看 java并发编程实战，读到5.4 阻塞方法与中断方法，

看到这句话。

BlockingQueue的put和take等方法会抛出受检查异常InterruptedException,这与类库中其他一些方法的做法相同。例如Thread.sleep.

当某方法抛出InterruptedException时，表示该方法是一个阻塞方法，如果这个方法被中断，那么它将努力提前结束阻塞状态。

参考资料

https://www.jianshu.com/p/69ad22627b2b