AQS 首节点为什么为null的虚节点

一句话总结

节点入队不是原子操作！！！

等待队列正在有线程进行初始化，但只是进行到了Tail指向Head，没有将Head指向Tail，此时队列中有元素，需要返回True。如果Head没有指向Tail，这种情况下也需要将相关线程加入队列中。所以这块代码是为了解决极端情况下的并发问题。

具体代码

一切要先从 tryAcquire开始

protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
    final Thread current = Thread.currentThread();
    int c = getState();
    if (c == 0) {
        if (!hasQueuedPredecessors() &&
            compareAndSetState(0, acquires)) {
            setExclusiveOwnerThread(current);
            return true;
        }
    }
    ......
}

在尝试获取锁的时候如果 State=0(没有线程持有),会将锁的持有者设置为当前线程。

考虑到并发的问题，并没有因为状态为0就直接 setExclusiveOwnerThread(current)，而是加了一个 hasQueuedPredecessors的判断

s = h.next

public final boolean hasQueuedPredecessors() {
	// The correctness of this depends on head being initialized
	// before tail and on head.next being accurate if the current
	// thread is first in queue.
	Node t = tail; // Read fields in reverse initialization order
	Node h = head;
	Node s;
	return h != t && ((s = h.next) == null || s.thread != Thread.currentThread());
}
// 如果在当前线程之前有一个排队的线程，则为true;
// 如果当前线程位于队列的头部或队列为空，则为false

如上是查询是否有线程等待获取的时间超过当前线程。

如果说此时没有人获取锁，正常来说头和尾都是待初始化阶段都为null，那什么情况下才有可能 h != t？

h != t

private Node addWaiter(Node mode) {
    Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
    // Try the fast path of enq; backup to full enq on failure
    Node pred = tail;
    if (pred != null) {
        node.prev = pred;//这里只是执行一个快速操作，它和enq里的else分支的逻辑一样
        if (compareAndSetTail(pred, node)) {
            pred.next = node;
            return node;
        }
    }
    enq(node);//如果上面快速操作没有成功，再执行enq
    return node;
}

private Node enq(final Node node) {
    for (;;) {//使用for循环，保证入队成功
        Node t = tail;
        if (t == null) { // 第一次入队，没有dummy node的存在，需先创建它
            if (compareAndSetHead(new Node()))
                tail = head;
        } else { // 至少有一个node，尝试入队
            node.prev = t;
            if (compareAndSetTail(t, node)) {
                t.next = node;
                return t;
            }
        }
    }
}

在添加新的节点时，如果 tail == null会执行 enq方法，通过死循环保证入列的成功。

tail == null 表示节点还没有初始化需要创建。

先通过 CAS方式将 Head设置为 new Node()，设置成功再设置尾指针。

这个操作肯定不是原子性的，无法保证不被打断。所以 h != t的情况就是发生在 compareAndSetHead(new Node())和 tail = head的间隙中。