Java并发之AQS整理:为什么要使用AQS、AQS核心代码流程

1、AQS

1.1 什么是AQS?为什么要使用AQS?

AQS(Abstract Queued Synchronizer):抽象队列同步器,是除了java自带的synchronized关键字之外的锁机制。

Java 已经在语言层次提供了 synchronized 锁,为什么要在 SDK 层次提供 AQS 锁?如果说在1.6之前synchronized 性能不如 AQS,但是1.6之后synchronized已经做了锁升级,那为什么还要继续使用AQS?因为AQS提供了以下synchronized不能实现的方案:

  • 能够设置超时时间
  • 非阻塞式获取锁
  • 能够响应中断

1.2 AQS的大致原理

AQS的核心思想是:如果被请求的共享资源空闲,则将当前请求资源的线程设置为有效的工作线程,并将共享资源设置为锁定状态。如果被请求的共享资源被占用,那么就需要一套线程阻塞等待以及被唤醒时锁分配的机制,这个机制,AQS是用CLH队列锁实现的,即将暂时获取不到锁的线程加入到队列中

CLH(Craig,Landin,and Hagersten)队列是一个虚拟的双向队列,虚拟的双向队列即不存在队列实例,仅存在节点之间的关联关系。

AQS是将每一条请求共享资源的线程封装成一个CLH锁队列的一个结点(Node),来实现锁的分配。

用大白话来说:AQS就是基于CLH队列,用volatile修饰共享变量state,线程通过CAS去改变状态符,成功则获取锁,失败则进入等待队列,等待被唤醒。

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AQS 定义了两种资源共享方式
1.Exclusive:独占,只有一个线程能执行,如ReentrantLock
2.Share:共享,多个线程可以同时执行,如Semaphore、CountDownLatch、ReadWriteLock,CyclicBarrier

1.3 AQS的核心代码流程

接下来以可重入锁ReentrantLock,来分析AQS是怎么管理多线程情况下的资源使用的,核心代码流程如下图。

内容较多,可点击大图进行查看:
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AQS