AQS的概念

AQS全称AbstractQueuedSynchronizer,是java并发包中的核心类,诸如ReentrantLock,CountDownLatch等工具内部都使用了AQS去维护锁的获取与释放:

AQS内部结构

首先我们可以找到这样一张图:

它描述了其内部是如何维护线程的状态,以及锁的获取。类似于一个阻塞队列,当前持有锁的线程处于head(记住不是在阻塞队列中),新进来的无法获取到锁的线程则被包装成为一个Node节点依次放于队尾。
我们可以看到其内部几个核心的属性:
head:当前持有锁的线程
tail:阻塞队列中未获取到锁的线程
state:这是AQS里面最重要的一个变量,锁的获取与释放都与其密切相关。当它等于0时,表示没有线程持有锁,当大于0(锁可重入,每次获取锁,state加1)时表示有线程持有锁。
再看看线程时如何进行包装,然后放于阻塞队列的:

每一个线程都会被包装称为一个Node节点存储于阻塞队列中,SHARED和EXCLUSIVE分别指当前线程是期望获取共享锁,还是独占锁。
waitSatus:当大于0时表示当前线程放弃了争取锁。
prev:前一个节点
next:后一个节点
thread:所封装着的线程

内部实现

AQS通过以下方法去控制锁的获取和释放:
acquire(int arg):用于获取独占锁
很简单,首先尝试获取锁,如果获取失败,说明有线程持有锁,则将其加入当等待队列的末尾。
release(int arg):用于释放独占锁
如果当前线程不为空,且后面有等待的线程,则唤醒后序线程获取锁。
acquireShared(int arg):
不多说,即用于获取共享锁。
tryReleaseShared(int arg):
用于释放共享锁

总结

AQS内部通过一个CLH阻塞队列去维持线程的状态,并且使用LockSupport工具去实现线程的阻塞和和唤醒,同时里面大量运用了无锁的CAS算法去实现锁的获取和释放。今后再继续分享具体的并发包里面是如何通过AQS去实现更多丰富的并发工具。
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