JUC之AQS必知必会，这样说就够了

我就是我 2023-10-14 23:06 108阅读 0赞

AQS是JDK并发工具包下的一个模板类，作为并发包下的工具工具基础实现，我们经常使用的ReentrantLock，CountDownLatch，CyclicBarrier等都是基于它实现的，并且通过它我们可以很容易的实现自己的同步机制。

作为JUC中这么重要的一个类，有些东西还是要掌握的。

主要内容：

*  AQS原理
 *  如何利用AQS编写自己的同步机制
 *  基于AQS的重入锁和Synchronized有什么区别
 *  从AQS源码中你学到了什么

## AQS原理 ##

JDK源码要说原理，首先要提到其内部数据结构。其内部有两个子类：

*  ConditionObject ： 提供Java代码实现的Object.wait，notify，notifyAll等方法，并且支持多次wait，可以看做是Object这些方法的增强版。**其内部也维护了一个队列，加上AQS的队列，总共有两个队列**
 *  Node：AQS内部主要通过维护一个双向链表来存储参与同步机制的线程状态。双向链表基于Node节点来构建，**每一个Node代表一个线程** waitStatus: Node节点的一个熟悉，用于标记当前线程的等待状态。 CANCELLED：即1，代表当前线程已经被取消了 SIGNAL： -1，代表当前的线程等待被唤醒，即unparking CONDITION： -2，代表当前线程在条件队列上等待 PROPAGATE：-3，当前线程节点的后续节点的acquireShare方法能够被无条件执行

另外AQS内部有一个state属性，AQS内部没有直接去操作state的地方，但是留给了我们三个方法去操作它。**主要用于标记同步器的状态**

*  getState
 *  setState
 *  compareAndSetState

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## AQS的队列操作 ##

*  head执行队列的头部
 *  tail执行队列的尾部
 *  队列由Node组成，Node能获取其代表的Thread

![695df413b3554e1c92882278e7331536.webp][]![d3152a7b2a4d4cd592cdf379730eedaf_tplv-tt-origin-asy1_5aS05p2hQOS7o-eggeWwj-W9k-Wutg_.image_iz_58558_from_article.pc_detail_x-expires_1693021724_x-signature_1aQypG7fShbhozBxRh0hTE_2FiJ_2B4_3D][]

## AQS的Condition内部队列 ##

![fb13c88d1fda4d53bc55f6418b25f8e9.webp][]![628d7bd1baf94e228e25e575e0d136fc_tplv-tt-origin-asy1_5aS05p2hQOS7o-eggeWwj-W9k-Wutg_.image_iz_58558_from_article.pc_detail_x-expires_1693021724_x-signature_uiQw0sUVzDc0HCU_2Byo8LQ8e0vbk_3D][]

## 简述 ##

能提到几个点，我觉得就OK了：

*  双向队列
 *  Node的waitStatus，大致那些
 *  state操作

## 利用AQS编写自己同步机制 ##

根据上面提到的原理，想要使用AQS这个类：

1 编写一个新类

2 重写AQS的模板方法

*  tryAcquire 尝试获取独占锁，
 *  tryRelease 尝试释放排它锁
 *  tryAcquireShared 尝试获取共享锁，返回负数代表失败，返回0代表当前的锁获取成功，但是后续无法获取，返回正数，代表后续的节点仍然可以继续获取
 *  tryReleaseShared 尝试释放共享锁
 *  isHeldExclusively 是否排它状态

3 利用AQS提供的基础方法补全模板方法，tryXXX开头的方法内容，已重入锁ReentrantLock为例，比较清晰。

protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
                final Thread current = Thread.currentThread();
                int c = getState();
                // c = 0代表没有线程修改过状态，那么尝试设置同步器的state。如果设置成功标记当前线程持有锁
                if (c == 0) {
                    if (compareAndSetState(0, acquires)) {
                        setExclusiveOwnerThread(current);
                        return true;
                    }
                }
                
                // 如果当前的线程持有锁。state + 1
                // 否则返回false，代表无法获取
                else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
                    int nextc = c + acquires;
                    if (nextc < 0)
                        throw new Error("Maximum lock count exceeded");
                    setState(nextc);
                    return true;
                }
                return false;
            }

4 调用AQS提供的方法来使用，三个维度：是否可中断、是否共享、是否超时

*  acquire
 *  acquireInterruptibly
 *  acquireShared
 *  acquireSharedInterruptibly
 *  tryAcquireNanos
 *  tryAcquireSharedNanos
 *  release
 *  releaseShared

关于AQS几个Acquire方法的区别：  
www.jianshu.com/p/c48793646…

**简单来说就是要知道try开头的方法是要我们自己实现的。能提到try开头的方法即可，最好了解AQS内部的方法大致有哪些**

## ReentrantLock和Synchronized区别 ##

常规区别：

*  ReentrantLock更加灵活，提供了超时获取锁，可中断锁。提供了非公平锁和非公平锁，而synchronized仅仅是非公平锁。
 *  用法上，ReentrantLock必须手动释放锁，并且只能修饰代码块。而synchronized不用手动释放锁，除此之外可以修饰方法。

再问一句，ReentrantLock提供的不同获取锁的方式，比如超时获取，可中断获取，在AQS上的体现是什么呢？

即上面说的利用的是AQS的acquire，acquireInterruptibly，tryAcquireNanos。

至于是否公平的判断则是根据当前线程前是否仍有节点在等待。

## 学习感受 ##

了解了AQS的关键点之后，代码并不是很复杂，主要知识点：维护双向链表，更新链表节点的状态，Lock.park，线程中断。

如果自己以后写模板类，AQS是一个很好的参照品。

其余也没太多想说的了，源码不是很复杂，所以没有贴源码出来

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