AQS简简单单过一遍

前言

回顾前面:

只有光头才能变强!

本来我是打算在这章节中写Lock的子类实现的,但看到了AQS的这么一个概念,可以说Lock的子类实现都是基于AQS的

AQS我在面试题中也见过他的身影,但一直不知道是什么东西。所以本篇我就来讲讲AQS这个玩意吧,至少知道它的概念是什么,对吧~

那么接下来我们就开始吧~

一、AQS是什么?

首先我们来普及一下juc是什么:juc其实就是包的缩写(java.util.concurrnt)

  • 不要被人家唬到了,以为juc是什么一个牛逼的东西。其实指的是包而已~

我们可以发现lock包下有三个抽象的类:

  • AbstractOwnableSynchronizer
  • AbstractQueuedLongSynchronizer
  • AbstractQueuedSynchronizer

通常地:AbstractQueuedSynchronizer简称为AQS

我们Lock之类的两个常见的锁都是基于它来实现的:

那么我们来看看AbstractQueuedSynchronizer到底是什么,看一个类是干什么的最快途径就是看它的顶部注释

通读了一遍,可以总结出以下比较关键的信息:

  • AQS其实就是一个可以给我们实现锁的框架
  • 内部实现的关键是:先进先出的队列、state状态
  • 定义了内部类ConditionObject
  • 拥有两种线程模式
    • 独占模式
    • 共享模式
  • 在LOCK包中的相关锁(常用的有ReentrantLock、 ReadWriteLock)都是基于AQS来构建
  • 一般我们叫AQS为同步器

二、简单看看AQS

上面也提到了AQS里边最重要的是状态和队列,我们接下来就看看其源码是怎么样的…

2.1同步状态

使用volatile修饰实现线程可见性:

修改state状态值时使用CAS算法来实现:

2.2先进先出队列

这个队列被称为:CLH队列(三个名字组成),是一个双向队列

看看它队列源码的组成:

    static final class Node {

        // 共享
        static final Node SHARED = new Node();

        // 独占
        static final Node EXCLUSIVE = null;

        // 线程被取消了
        static final int CANCELLED =  1;

        // 后继线程需要唤醒
        static final int SIGNAL    = -1;

        // 等待condition唤醒
        static final int CONDITION = -2;

        // 共享式同步状态获取将会无条件地传播下去(没看懂)
        static final int PROPAGATE = -3;


        // 初始为0,状态是上面的几种
        volatile int waitStatus;

        // 前置节点
        volatile Node prev;

        // 后继节点
        volatile Node next;


        volatile Thread thread;


        Node nextWaiter;

        final boolean isShared() {
            return nextWaiter == SHARED;
        }


        final Node predecessor() throws NullPointerException {
            Node p = prev;
            if (p == null)
                throw new NullPointerException();
            else
                return p;
        }

        Node() {    // Used to establish initial head or SHARED marker
        }

        Node(Thread thread, Node mode) {     // Used by addWaiter
            this.nextWaiter = mode;
            this.thread = thread;
        }

        Node(Thread thread, int waitStatus) { // Used by Condition
            this.waitStatus = waitStatus;
            this.thread = thread;
        }
    }

2.3acquire方法

获取独占锁的过程就是在acquire定义的,该方法用到了模板设计模式,由子类实现的~

过程:acquire(int)尝试获取资源,如果获取失败,将线程插入等待队列。插入等待队列后,acquire(int)并没有放弃获取资源,而是根据前置节点状态状态判断是否应该继续获取资源,如果前置节点是头结点,继续尝试获取资源,如果前置节点是SIGNAL状态,就中断当前线程,否则继续尝试获取资源。直到当前线程被park()或者获取到资源,acquire(int)结束。

来源:

  • https://blog.csdn.net/panweiwei1994/article/details/78769703

2.4release方法

释放独占锁的过程就是在acquire定义的,该方法也用到了模板设计模式,由子类实现的~

过程:首先调用子类的tryRelease()方法释放锁,然后唤醒后继节点,在唤醒的过程中,需要判断后继节点是否满足情况,如果后继节点不为且不是作废状态,则唤醒这个后继节点,否则从tail节点向前寻找合适的节点,如果找到,则唤醒.

来源:

  • https://zhuanlan.zhihu.com/p/27134110

三、最后

总结一下AQS到底是什么吧:

  • juc包中很多可阻塞的类都是基于AQS构建的
    • AQS可以说是一个给予实现同步锁、同步器的一个框架,很多实现类都在它的的基础上构建的
  • 在AQS中实现了对等待队列的默认实现,子类只要重写部分的代码即可实现(大量用到了模板代码)

有兴趣的同学可去看源码和下面的链接继续学习,我这里就不讲述了。简简单单把AQS过一遍~

明天就看Lock显式锁实现咯~~~

参考资料:

  • https://blog.csdn.net/panweiwei1994/article/details/78769703
  • https://zhuanlan.zhihu.com/p/27134110
  • http://cmsblogs.com/?page_id=111

原文发布于微信公众号 - Java3y(java3y)

原文发表时间:2018-04-25

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