AQS(AbstractQueuedSynchronizer)抽象同步队列

2024-05-21 16:27:32 浏览数 (2)

AQS(AbstractQueuedSynchronizer)抽象同步队列

AQS是JUC提供的一个用于构建锁和同步容器的基础类。JUC包内许多类都是基于AQS构建的,例如ReentrantLock,ReentrantReadWriteLock。

AQS内部维护了一个CLH队列来管理锁。线程会首先尝试获取锁,如果失败就将当前线程及等待状态等信息包装成一个node节点加入到同步队列 sync queue里。

接着会不断的循环尝试获取锁,条件是当前节点为head的直接后继才会尝试

如果失败就会阻塞自己直到自己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,成功则获取锁成功,失败则进入等待队列,等待被唤醒

注意:AQS是自旋锁: 在等待唤醒的时候,经常会使用自旋(while(!cas()))的方式,不停地尝试获取锁,直到被其他线程获取成功。

实现了AQS的锁有:自旋锁、互斥锁、读锁写锁、条件产量、信号量、栅栏都是AQS的衍生物

AQS实现的具体方式如下:

  • AQS队列内部维护的是一个 volatile int state 和一个 FIFO 线程等待队列
  • 内部通过节点 head 和 tail 记录 队首和队尾元素
  • 每个节点其实是由线程封装的,多线程争用资源(抢锁失败)被阻塞的时候就会被封装成节点加入AQS队列中
  • 当获取锁的线程释放锁以后,会从队列中唤醒一个阻塞的节点(线程)

state就是共享资源,其访问方式有如下三种:

  1. getState();
  2. setState();
  3. compareAndSetState();

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

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