Java中的AQS

什么是AQS 

AQS即AbstractQueuedSynchronizer(抽象队列同步器),一个并发包的基础组件,用来实现各种锁,各种同步组件的。它包含了state变量、加锁线程、等待队列等并发中的核心组件。我们常用的比如ReentrantLock,CountDownLatch等等基础类库都是基于AQS实现的。

 

AQS的原理和结构

AQS核心思想是,如果被请求的共享资源空闲,那么就将当前请求资源的线程设置为有效的工作线程,将共享资源设置为锁定状态;如果共享资源被占用,就通过一个基于一个双向链表的队列阻塞等待。

AQS的同步状态——State。AQS中维护了一个名为state的字段,意为同步状态,是由Volatile修饰的,用于展示当前临界资源的获锁情况。

下面提供了几个访问这个字段的方法:

方法名 描述
protected final int getState() 获取State的值
protected final void setState(int newState) 设置State的值
protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) 使用CAS方式更新State

 

AQS的在ReentrantLock中的应用

ReentrantLock中初始状态时AQS中的state状态是0,加锁线程是null,然后调用lock方法,以非公平锁为例:

static final class NonfairSync extends Sync {
    private static final long serialVersionUID = 7316153563782823691L;
​
    final void lock() {
        if (compareAndSetState(0, 1))
            setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
        else
            acquire(1);
    }
​
    protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
        return nonfairTryAcquire(acquires);
    }
}

CAS将state变成1,加锁线程变成调用线程。本线程再来来加锁state会变成2,而其他调用后会封装成一个线程节点进入等待队列。

 

再来看一下ReentrantLock调用unlock方法

public void unlock() {
    sync.release(1);
}

调用AQS的release方法

public final boolean release(int arg) {
    if (tryRelease(arg)) {
        Node h = head;
        if (h != null && h.waitStatus != 0)
            unparkSuccessor(h);
        return true;
    }
    return false;
}

其实tryRelease就是会调用setState方法将state的数量减一,如果state值为0,则彻底释放锁,会将“加锁线程”变量也设置为null,接下来,会从等待队列的队头唤醒线程2重新尝试加锁。其实逻辑说起来就这么多,大家还可以多看源码,看看是怎么实现的。

 

参考

https://mp.weixin.qq.com/s/sA01gxC4EbgypCsQt5pVog

https://mp.weixin.qq.com/s/zdn54VeNSsabwDd3CBvSoA

 

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