掌握高并发、高可用架构

第二课 并发编程

从本课开始学习并发编程的内容。主要介绍并发编程的基础知识、锁、内存模型、线程池、各种并发容器的使用。

第五节 AQS和ReadWriteLock

并发编程 线程通信 AQS ReadWriteLock Lock

AQS：AbstractQueuedSynchronizer

在同步组件的实现过程中，AQS是核心部分，通过使用AQS的模板方法来实现同步语义。AQS包含同步队列的定义，以及对同步队列进行排队、等待通知等来实现的独占锁的获取和释放；共享锁的获取和释放；可中断锁；超时等待锁等特性。

同步队列，即内部类Node
volatile int waitState; // 节点状态
volatile Node prev; // 当前节点的上一节点
volatile Node next; // 当前节点的下一节点
volatile Thread thread; // Node主体，线程
Node nextWaiter; // 等待队列中的下一节点

其中，节点状态的取值范围为：

int CANCELLED = 1; // 节点从队列中取消
int INITIAL = 0; // 初始状态
int SIGNAL = -1; // 下一节点处于等待状态，当当前线程释放锁后会通知下一节点，使其进入执行状态
int CONDITION = -2; // 当前节点进入等待状态
int PROPAGATE = -3; // 表示下一次共享状态获取将会无条件传播下去

显然，同步队列是一个双向链表。

另外，AQS中有两个很重要的变量：同步队列的头尾节点。

private transient volatile Node head;
private transient volatile Node tail;

AQS通过头尾指针来管理同步队列，同时实现包括获取锁失败的线程进入队列、释放锁时对同步队列进行通知等核心功能。

独占锁
void acquire(int arg); //独占式获取同步锁，如果获取失败则插入同步队列进行等待
void acquireInterruptibly(int arg); //与acquire相同，但在同步队列等待过程中可响应中断
boolean tryAcquireNanos(int arg, long nanos); //在acquireInterruptibly的基础上增加了超时等待的功能，在超时时间内没有获取到同步锁则返回false
boolean release(int arg); //释放锁，该方法会唤醒同步队列中的下一个节点
共享锁
void acquireShared(int arg); //共享式获取同步锁，与独占锁的区别是同一时刻可以有多个线程获取到同步状态
void acquireSharedInterruptibly(int arg); //在acquireShared基础上增加了响应中断的功能
boolean tryAcquireSharedNanos(int arg, long nanos); //在acquireSharedInterruptibly的基础上增加了超时等待的功能
boolean releaseShared(int arg); //释放共享式锁