AQS是一个并发包的基础组件,用来实现各种锁,各种同步组件的。
包含了state变量、加锁线程、等待队列等并发中的核心组件。
AQS全称是队列同步器AbstractQueuedSynchronizer,是用来构建锁或者其他同步组件的基础框架。
它使用了一个int成员变量表示同步状态,默认情况下是0
/**
The synchronization state.
*/
private volatile int state;
通过内置的FIFO队列来完成资源获取线程的排队工作。
同步器的主要使用方式是继承,子类通过继承同步器并实现它的抽象方法来管理同步状态,在抽象方法的实现过程中免不了要对同步状态进行更改。
这时就需要使用同步器提供的3个方法(getState()、setState(int newState)和compareAndSetState(int expect,int update))来进行操作,因为它们能够保证状态的改变是安全的。
/**获取当前同步状态 protected final int getState() { return state; }
/** 设置当前同步状态 */ protected final void setState(int newState) { state = newState; }
```java /** 使用CAS设置当前状态,该方法能够保证状态设置的原子性。 */ protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) { // See below for intrinsics setup to support this return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update); }
同步器既可以支持独占式地获取同步状态,也可以支持共享式地获取同步状态,这样就可以方便实现不同类型的同步组件(ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock和CountDownLatch)。
独占锁就是在同一时刻只能有一个线程获取到锁,而其他获取锁的线程只能处于同步队列中等待,只有获取锁的线程释放了锁,后继的线程才能够获取锁。
示例代码 class Mutex implements Lock { // 静态内部类,自定义同步器 private static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer { // 是否处于占用状态 protected boolean isHeldExclusively() { return getState() == 1; } // 当状态为0的时候获取锁 public boolean tryAcquire(int acquires) { if (compareAndSetState(0, 1)) { setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread()); return true; } return false; } // 释放锁,将状态设置为0 protected boolean tryRelease(int releases) { if (getState() == 0) throw new IllegalMonitorStateException(); setExclusiveOwnerThread(null); setState(0); return true; } // 返回一个Condition,每个condition都包含了一个condition队列 Condition newCondition() { return new ConditionObject(); } } // 仅需要将操作代理到Sync上即可 private final Sync sync = new Sync(); public void lock() { sync.acquire(1); } public boolean tryLock() { return sync.tryAcquire(1); } public void unlock() { sync.release(1); } public Condition newCondition() { return sync.newCondition(); } public boolean isLocked() { return sync.isHeldExclusively(); } public boolean hasQueuedThreads() { return sync.hasQueuedThreads(); } public void lockInterruptibly() throws InterruptedException { sync.acquireInterruptibly(1); } public boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { return sync.tryAcquireNanos(1, unit.toNanos(timeout)); }
在tryAcquire(int acquires)方法中,如果经过CAS设置成功(同步状态设置为1),则代表获
取了同步状态,而在tryRelease(int releases)方法中只是将同步状态重置为0。
可重入锁ReentrantLock和AQS的关系
顾名思义,就是支持重进入的锁,它表示该锁能够支持一个线程对资源的重复加锁。
ReentrantLock内部也是包含了一个AQS对象。
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer { ... }
从这里理解等待队列,当线程1已经加完锁后,另外的线程再想加锁就将一个队列中等待锁的释放。
除此之外,该锁的还支持获取锁时的公平和非公平性选择。