Java中的AQS

秒速五厘米 2023-02-20 13:51 12阅读 0赞

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：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法名</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>protected final int getState()</td> 
   <td>获取State的值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>protected final void setState(int newState)</td> 
   <td>设置State的值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update)</td> 
   <td>使用CAS方式更新State</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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_sA01gxC4EbgypCsQt5pVog]

[https://mp.weixin.qq.com/s/zdn54VeNSsabwDd3CBvSoA][https_mp.weixin.qq.com_s_zdn54VeNSsabwDd3CBvSoA]

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[https_mp.weixin.qq.com_s_sA01gxC4EbgypCsQt5pVog]: https://mp.weixin.qq.com/s/sA01gxC4EbgypCsQt5pVog
[https_mp.weixin.qq.com_s_zdn54VeNSsabwDd3CBvSoA]: https://mp.weixin.qq.com/s/zdn54VeNSsabwDd3CBvSoA