Java并发编程—AQS

AQS(AbstractQueuedSynchronizer)

AQS（ AbstractQueuedSynchronizer 类 ） 是 一 个 用 来 构 建 锁 和 同 步 器的 框 架 ， 各 种 Lock 包 中 的 锁 （ 常 用 的 有 ReentrantLock、ReadWriteLock） ， 以 及 其 他 如 Semaphore、 CountDownLatch， 甚至 是 早 期 的 FutureTask 等 ， 都 是 基 于 AQS 来 构 建 。

原理

源码解读

AQS使用了模板方法的设计模式。
其中常用的方法：
独占式获取

• accquire()
• acquireInterruptibly()
• tryAcquireNanos()

共享式获取

• acquireShared()
• acquireSharedInterruptibly()
• tryAcquireSharedNanos()

独占式释放锁：

• release()

共享式释放锁

• releaseShared()

需要子类覆盖的流程方法

• 独占式获取 tryAcquire()
• 独占式释放 tryRelease()
• 共享式获取 tryAcquireShared()
• 共享式释放 tryReleaseShared()
• 这个同步器是否处于独占模式 isHeldExclusively()

1.AQS 在 内 部 定 义 了 一 个 volatile int state 变 量 ， 表 示 同 步 状 态 ： 当 线程 调 用 lock 方 法 时 ， 如 果 state=0， 说 明 没 有 任 何 线 程 占 有 共 享 资 源的 锁 ， 可 以 获 得 锁 并 将 state=1； 如 果 state=1， 则 说 明 有 线 程 目 前 正 在使 用 共 享 变 量 ， 其 他 线 程 必 须 加 入 同 步 队 列 进 行 等 待 。

2.AQS 通 过 Node 内 部 类 构 成 的 一 个 双 向 链 表 结 构 的 同 步 队 列 ， 来 完 成 线程 获 取 锁 的 排 队 工 作 ， 当 有 线 程 获 取 锁 失 败 后 ， 就 被 添 加 到 队 列 末 尾 。Node 类 是 对 要 访 问 同 步 代 码 的 线 程 的 封 装 ， 包 含 了 线 程 本 身 及 其 状 态 叫waitStatus（ 有 五 种 不 同 取 值 ， 分 别 表 示 是 否 被 阻 塞 ， 是 否 等 待 唤 醒 ，是 否 已 经 被 取 消 等 ） ， 每 个 Node 结 点 关 联 其 prev 结 点 和 next 结点 ， 方 便 线 程 释 放 锁 后 快 速 唤 醒 下 一 个 在 等 待 的 线 程 ， 是 一 个 FIFO 的 过程 。Node 类 有 两 个 常 量 ， SHARED 和 EXCLUSIVE， 分 别 代 表 共 享 模 式 和 独占 模 式 。 所 谓 共 享 模 式 是 一 个 锁 允 许 多 条 线 程 同 时 操 作 （ 信 号 量Semaphore 就 是 基 于 AQS 的 共 享 模 式 实 现 的 ） ， 独 占 模 式 是 同 一 个 时间 段 只 能 有 一 个 线 程 对 共 享 资 源 进 行 操 作 ， 多 余 的 请 求 线 程 需 要 排 队 等 待（ 如 ReentranLock）。

3.AQS 通 过 内 部 类 ConditionObject 构 建 等 待 队 列 （ 可 有 多 个 ） ， 当Condition 调 用 wait() 方 法 后 ， 线 程 将 会 加 入 等 待 队 列 中 ， 而 当Condition 调 用 signal() 方 法 后 ， 线 程 将 从 等 待 队 列 转 移 动 同 步 队 列 中进 行 锁 竞 争 。

4.AQS 和 Condition 各 自 维 护 了 不 同 的 队 列 ， 在 使 用 Lock 和Condition 的 时 候 ， 其 实 就 是 两 个 队 列 的 互 相 移 动