享学笔记：并发编程之AQS

一、简介

AQS是AbstractQueuedSynchronizer （抽象队列同步器）的简称，java中近一半的显示锁是基于AQS实现的。

例如：ReentrantLock（独占锁）、Semaphore（信号量）、ReentrantReadWriteLock（读写锁）、CountDownLatch（并发工具类）、ThreadPoolExecutor（线程池）

源码：

二、锁

ReentrantLock独占锁中就实现了AbstractQueuedSynchronizer。

方法：

不同的锁需要实现和调用不同的方法：

模板方法：

独占式获取：acquire()、acquireInterrutpibly()、 tryAcquireNanos()

独占式释放：release()

共享式获取：acquireShared()、acquireSharedInterruptibly()、 tryAcquireSharedNanos()

共享式释放：releaseShared()

需要覆盖的方法：

独占式获取：tryAcquire()

独占式释放：tryRelease()

共享式获取：tryAcquireShared()

共享式释放：tryReleaseShared()

isHeldExclusively() :该方法返回同步状态，需要自己覆盖实现

getState():获取锁状态 1有锁占用 0无锁

setState()设置锁状态

三、手写LOCK

public class MyReentrantLock implements Lock {
        //使用state做锁的状态标志，state=1表示获取到锁，state=0表示释放锁，其他线程可以竞争锁
        private static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer{
        /**
        * 尝试获取锁的方法
        * 需要自己实现的流程方法
        * @param arg
        * @return
        */
        @Override
        protected boolean tryAcquire(int arg) {
                //CAS比较内存中的原始值为0，则修改为传入的状态值1，当前线程获取到锁
                if(compareAndSetState(0 , arg)){
                        setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());//当前线程得到了锁，则将当前得到锁的线程设置为独占线程
                        return true;
                }
                return false;
        }
        /**
        * 释放锁的方法，需要实现
        * @param arg
        * @return
        */
        @Override
        protected boolean tryRelease(int arg) {
            if(getState() == 0){//判断状态是否为0，为0则直接抛出不支持操作的异常，增强健壮性的代码
                    throw new UnsupportedOperationException();
            }
            setExclusiveOwnerThread(null);//将当前独占线程设置为null
            setState(0);//将当前标志锁状态的值设置为0，表示锁已经释放
            return true;
        }
            /**
            * 是否同步独占，true--已被独占，false--未被独占
            * @return
            */
            @Override
            protected boolean isHeldExclusively() {
                return getState() == 1 ;
            }
            Condition newCondition(){
                    return new ConditionObject();//AQS已经实现Condition,此处只需要直接实例化并使用AQS中的实现即可
            }
         }
        private Sync sync = new Sync();
        @Override
        public void lock() {
                sync.acquire(1); //获取锁
        }
        @Override
        public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
                sync.acquireInterruptibly(1);//获取锁，允许获取过程中有中断
        }
        @Override
        public boolean tryLock() {
                return sync.tryAcquire(1);
        }
        @Override
        public boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
                return sync.tryAcquireNanos(1,unit.toNanos(time));//获取锁，有超时机制
        }
        @Override
        public void unlock() {
                sync.release(1) ;//释放锁
        }
        @Override
        public Condition newCondition() {
                return sync.newCondition();//获取AQS中的Condition实例，用于等待、唤醒操作
        }
}

 

 

在AQS中有一个静态内部类Node，node包含了获取同步状态失败的线程引用、等待状态、前驱节点和后继节点，节点的属性类型和名称以及描述。

int waitStatus：

1、CANCELLED，值为1 。场景：当该线程等待超时或者被中断，需要从同步队列中取消等待，则该线程被置1，即被取消（这里该线程在取消之前是等待状态）。节点进入了取消状态则不再变化；

2、SIGNAL，值为-1。场景：后继的节点处于等待状态，当前节点的线程如果释放了同步状态或者被取消（当前节点状态置为-1），将会通知后继节点，使后继节点的线程得以运行；

3、CONDITION，值为-2。场景：节点处于等待队列中，节点线程等待在Condition上，当其他线程对Condition调用了signal()方法后，该节点从等待队列中转移到同步队列中，加入到对同步状态的获取中；

4、PROPAGATE，值为-3。场景：表示下一次的共享状态会被无条件的传播下去；

5、INITIAL，值为0，初始状态。

Node prev：前驱节点，当节点加入同步队列的时候被设置（尾部添加）

Node next：后继节点

Node nextWaiter：等待节点的后继节点。如果当前节点是共享的，那么这个字段是一个SHARED常量，也就是说节点类型（独占和共享）和等待队列中的后继节点共用一个字段。（注：比如说当前节点A是共享的，那么它的这个字段是shared，也就是说在这个等待队列中，A节点的后继节点也是shared。如果A节点不是共享的，那么它的nextWaiter就不是一个SHARED常量，即是独占的。）

Thread thread：获取同步状态的线程