java并发系列三（深入理解AQS和CAS）

最新推荐文章于 2025-06-18 16:38:45 发布

十二万伏特皮卡丘

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分类专栏： java并发系列

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/lc138544/article/details/84496134

本文详细介绍了AQS（AbstractQueuedSynchronizer）的核心概念，包括state变量、FIFO队列以及acquire和release方法的实现原理。AQS提供了独占和共享两种资源获取方式，并详细分析了acquire方法的执行流程，涉及tryAcquire、addWaiter、acquireQueued等关键函数。此外，文章还讨论了CAS（Compare And Swap）操作在Java并发中的应用，解释了乐观锁的概念及ABA问题，并给出了原子操作++i的CAS实现示例。

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一，AQS详解

参考博文https://www.cnblogs.com/waterystone/p/4920797.html
在这里插入图片描述
首先，AQS维护了一个共享变量state,和一个FIFO队列。state的访问方式有三种:
getState()
setState()
compareAndSetState()
AQS有独占和共享这两种资源共享方式。
自定义同步器只需要实现共享资源的state的获取与释放即可。需要实现如下方法：
isHeldExclusively():该线程是否正在独占资源
tryAcquire(int)：独占方式。尝试获取资源，成功则返回true，失败则返回false。
tryRelease(int)：独占方式。尝试释放资源，成功则返回true，失败则返回false。
tryAcquireShared(int)：共享方式。尝试获取资源。负数表示失败；0表示成功，但没有剩余可用资源；正数表示成功，且有剩余资源。
tryReleaseShared(int)：共享方式。尝试释放资源，如果释放后允许唤醒后续等待结点返回true，否则返回false。

源码详解！！！！！！
1，acquire方法
此方法是独占模式下线程获取state的顶层入口。源码如下

   public final void acquire(int arg) {
        if (!tryAcquire(arg) &&
            acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
            selfInterrupt();
    }

用到的函数如下
1，tryAcquire :尝试去获取state，如果成功则直接返回
2，addWaiter将该线程加入等待队列的尾部，并标记为独占模式
3，acquireQueued使线程在等待队列中获取资源，一直到获取到资源才返回。如果在整个等待过程中被中断过，则返回true，否则返回false。
4，selfInterrupt：进行自我中断

下面我们开始逐个方法分析
1，，tryAcquire 源码如下

  protected boolean tryAcquire(int arg) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }

是不是有点蒙蔽，为啥就单单只是抛了个异常。AQS毕竟只是一个框架，具体的实现还要靠自定义的同步器自己去设计。
这里我们简要分析下lock中非公平锁的tryAcquire实现，源码如下

final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
            final Thread current = Thread.currentThread();
            int c = getState();
            if (c == 0) {
                if (compareAndSetState(0, acquires)) {
                    setExclusiveOwnerThread(current);
                    return true;
                }
            }
            else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
                int nextc = c + acquires;
                if (nextc < 0) // overflow
                    throw new Error("Maximum lock count exceeded");
                setState(nextc);
                return true;
            }
            return false;
        }

这段代码还是比较容易理解的。。。我就不多加赘述了。。。
2，addWaiter
源码如下