JUC理解-AQS抽象队列同步器

AbstractQueuedSynchronizer特点

1.AQS可以实现独占锁和共享锁。

2.独占锁exclusive是一个悲观锁。保证只有一个线程经过一个阻塞点,只有一个线程可以获得锁。

3.共享锁shared是一个乐观锁。可以允许多个线程阻塞点,可以多个线程同时获取到锁。它允许一个资源可以被多个读操作,或者被一个写操作访问,但是两个操作不能同时访问。

4.AQS使用一个int类型的成员变量state来表示同步状态,当state>0时表示已经获取了锁,当state = 0无锁。它提供了三个方法(getState()、setState(int newState)、compareAndSetState(int expect,int update))来对同步状态state进行操作,可以确保对state的操作是安全的。

5.AQS是通过一个CLH队列实现的(CLH锁即Craig, Landin, and Hagersten (CLH) locks,CLH锁是一个自旋锁,能确保无饥饿性,提供先来先服务的公平性。CLH锁也是一种基于链表的可扩展、高性能、公平的自旋锁,申请线程只在本地变量上自旋,它不断轮询前驱的状态,如果发现前驱释放了锁就结束自旋。)

抽象

我们来扒一扒源码可以看到它继承于AbstractOwnableSynchronizer它是一个抽象类.


  1. public abstract class AbstractQueuedSynchronizer 
  2.     extends AbstractOwnableSynchronizer 
  3.     implements java.io.Serializable 

AQS内部使用了一个volatile的变量state来作为资源的标识。同时定义了几个获取和改变state的protected方法,子类可以覆盖这些方法来实现自己的逻辑.

可以看到类中为我们提供了几个protected级别的方法,它们分别是:


  1. //创建一个队列同步器实例,初始state是0 
  2. protected AbstractQueuedSynchronizer() { } 
  3.  
  4. //返回同步状态的当前值。 
  5. protected final int getState() { 
  6.         return state; 
  7.  
  8. //设置同步状态的值 
  9. protected final void setState(int newState) { 
  10.         state = newState; 
  11.     } 
  12.  
  13. //独占方式。尝试获取资源,成功则返回true,失败则返回false。 
  14. protected boolean tryAcquire(int arg) { 
  15.         throw new UnsupportedOperationException(); 
  16.     }     
  17.      
  18.      
  19. //独占方式。尝试释放资源,成功则返回true,失败则返回false。 
  20. protected boolean tryRelease(int arg) { 
  21.         throw new UnsupportedOperationException(); 
  22.     } 
  23.      
  24.      
  25. //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 
  26. protected int tryAcquireShared(int arg) { 
  27.         throw new UnsupportedOperationException(); 
  28.     }     
  29.      
  30.      
  31. //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。 
  32. protected boolean tryReleaseShared(int arg) { 
  33.         throw new UnsupportedOperationException(); 
  34.     } 
  35.      

这些方法虽然都是protected方法,但是它们并没有在AQS具体实现,而是直接抛出异常,AQS实现了一系列主要的逻辑 由此可知,AQS是一个抽象的用于构建锁和同步器的框架,使用AQS能简单且高效地构造出应用广泛的同步器,比如我们提到的ReentrantLock,Semaphore,ReentrantReadWriteLock,SynchronousQueue,FutureTask等等皆是基于AQS的。

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