AQS基础

快速一览

• 基础定义
• 前置知识：锁实现的原理——LockSupport
• AQS队列管理器
• 公平锁和非公平锁
• 共享锁与排他锁
• 参考文献
• 未完待续

基础定义

AQS：AbstractQueuedSynchronizer 抽象队列同步器，是所有锁的基础。

前置知识：锁实现的原理——LockSupport

Java 的线程阻塞和唤醒是通过 Unsafe 类的 park 和 unpark 方法做到的。

public class Unsafe {
  ...
  public native void park(boolean isAbsolute, long time);
  public native void unpark(Thread t);
  ...
}

锁可以暂停线程的奥秘所在正是因为锁在底层调用了 park 方法。

线程对象 Thread 里面有一个重要的属性 parkBlocker(volatile修饰)，它保存当前线程因为什么而 park。当线程被 unpark 唤醒后，这个属性会被置为 null。Unsafe.park 和 unpark 并不会帮我们设置 parkBlocker 属性，负责管理这个属性的工具类是 LockSupport，它对 Unsafe 这两个方法进行了简单的包装。

class LockSupport {
  ...
  public static void park(Object blocker) {
     Thread t = Thread.currentThread();
     setBlocker(t, blocker);
     U.park(false, 0L);
     setBlocker(t, null); // 醒来后置null
  }

  public static void unpark(Thread thread) {
     if (thread != null)
        U.unpark(thread);
     }
  }
  ...
}

AQS队列管理器

内部主要有两个部分：持有当前锁的线程和统计的次数、维持竞争失败的锁的队列。

基本原理：当前资源state=0,线程会试图获取锁，并通过CAS修改资源的state，若成功从0-1，那么当前锁的持有线程将改为当前线程（exclusiveOwnerThread原本为null）。之后其他线程竞争锁时，先看state是不是0，不是的话再看持有者是不是自己，不是的话就被记录到一个双向队列里面去（失败者队伍）。当前锁被释放后，会唤醒队首的线程，让它去获取。

公平锁和非公平锁

公平锁会在队伍有其他线程的时候进入队列等待；非公平锁会先去竞争一次，失败了才等待。（根据我看可重入锁的代码，他其实是竞争了两次，但是道理是一样的）

非公平锁就是抢夺在队首线程由park()方法返回到加锁这中间的可能性。

==Q：如果被抢走了，这时候这个线程待在队首还是重新排队呀？==

A：在队首，可以看到获取锁AcquireQueued()的方法是一个自旋的方法，如果没有获取锁就会一直尝试获取。

共享锁与排他锁

ReentrantLock的锁是排他锁，一个线程持有，其它线程都必须等待。

而 ReadWriteLock里面的读锁不是排他锁，它允许多线程同时持有读锁，这是共享锁。

共享锁和排他锁是通过 Node 类里面的 nextWaiter 字段区分的(EXCLUSIVE和SHARED)。

class AQS {
  static final Node SHARED = new Node();
  static final Node EXCLUSIVE = null;

  boolean isShared() {
    return this.nextWaiter == SHARED;
  }
}
//nextWaiter还有其他功能。在等待队列里面，它表示下一个node

参考文献

链接：https://zhuanlan.zhihu.com/p/52280869

链接：https://zhuanlan.zhihu.com/p/43423666

未完待续

1. AQS队列维护源码
2. 条件变量地方不明白
3. CAS