ReentrantLock和AbstractQueuedSynchronizer的整体结构

男娘i 2022-12-19 00:59 148阅读 0赞

##### 去掉定义的方法，AQS和可重入锁留下了哪些结构？ #####

AbstractQueuedSynchronizer简化后的大致结构

public abstract class AbstractQueuedSynchronizer extends AbstractOwnableSynchronizer implements java.io.Serializable { 
    
        private static final long serialVersionUID = 7373984972572414691L; // 序列化版本号
        static final int WAITING = 1;            // 常量1，表示线程等待
        static final int CANCELLED = 0x80000000; // 常量负数，表示取消等待
        static final int COND = 2;               // 常量2
        private volatile int state;              // 等待线程的个数
        private transient volatile Node head;    // AQS队列的头
        private transient volatile Node tail;    // AQS队列的尾
        private static final Unsafe U = Unsafe.getUnsafe(); //用的都是最底层的操作，里面有很多关于cas操作的native方法
        private static final long HEAD = U.objectFieldOffset(AbstractQueuedSynchronizer.class, "head");     // 使用cas对内存操作head的偏移量
        private static final long TAIL = U.objectFieldOffset(AbstractQueuedSynchronizer.class, "tail");     // 使用cas对内存操作tail的偏移量
        private static final long STATE = U.objectFieldOffset(AbstractQueuedSynchronizer.class, "state");   // 使用cas对内存操作state的偏移量
        static { 
            java.lang.Class<?> ensureLoaded = LockSupport.class;  // LockSupport实例，确保LockSupport类被初始化
        }
         /** * CLH Nodes */
        abstract static class Node{ ...}
        // 排他锁队列
        static final class ExclusiveNode extends Node{ ...}
        // 共享锁队列
        static final class SharedNode extends Node{ ...}
        // 
        static final class ConditionNode extends Node implements ForkJoinPool.ManagedBlocker{ ...}
        //
        public class ConditionObject implements Condition, java.io.Serializable{ ...}
        /** * AbstractQueuedSynchronizer定义的一些方法 */
         ...
    }

ReentrantLock简化后大致的结构

public class ReentrantLock implements Lock, java.io.Serializable { 
    
        private static final long serialVersionUID = 7373984872572414699L; // 序列化版本号
        private final Sync sync; // 同步器,在实例化时会赋值为非公平锁/公平锁的其中一个
        /** * Sync是公平锁和非公平锁的父类 */
        abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer{ ...}
        /** * 非公平锁 */
        static final class NonfairSync extends Sync{ ...}
        /** * 公平锁 */
        static final class FairSync extends Sync{ ...}
         /** * 默认创建一个非公平锁 */
        public ReentrantLock() { 
            sync = new NonfairSync();
        }
    
        /** * true则是公平锁，false则是非公平锁 */
        public ReentrantLock(boolean fair) { 
            sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
        }
        /** * ReentrantLock定义的一些方法 */
         ...
    }

之所以将AQS和ReentrantLock简化成上面的代码，目的是方便回忆源码。

好比素描，先画轮廓，再细化。

AQS队列是如何形成的？  
AQS队列的数据结构是什么？  
ReentrantLock是怎么锁住线程的？  
ReentrantLock如何如何防止死锁？

以下面代码为例  
如果将第一个线程中finelly中的解锁注释掉，导致线程A一直在占用锁，线程B中不会输出`B:这是一段加锁代码段`  
在这过程中，到底做了哪些事情呢？

public class ReentrantLockTest { 
    
        static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    
        public static void main(String[] args) { 
    
            new Thread(()->{ 
                try { 
                    lock.lock();
                    System.out.println("A:这是一段加锁代码段");
                } finally { 
                    //lock.unlock();
                }
            },"A").start();
    
            new Thread(()->{ 
                try { 
                    lock.lock();
                    System.out.println("B:这是一段加锁代码段");
                } finally { 
                    lock.unlock();
                }
            },"B").start();
        }
    
    }

如果想要知道具体做了哪些事情则需要掌握AQS的源码，这样才能真正的掌握ReentrantLock的原理。

##### 文章推荐： #####

[以ReentrantLock的非公平锁为例深入解读AQS源码][ReentrantLock_AQS]

[ReentrantLock_AQS]: https://blog.csdn.net/qq_41813208/article/details/109501988