AQS

2024-02-23 13:42:16

AQS介绍 AQS，即AbstractQueuedSynchronizer, 队列同步器，它是Java并发用来构建锁和其他同步组件的基础框架。来看下同步组件对AQS的使用：

AQS是一个抽象类，主是是以继承的方式使用。AQS本身是没有实现任何同步接口的，它仅仅只是定义了同步状态的获取和释放的方法来供自定义的同步组件的使用。从图中可以看出，在java的同步组件中，AQS的子类（Sync等）一般是同步组件的静态内部类，即通过组合的方式使用。

抽象的队列式的同步器，AQS定义了一套多线程访问共享资源的同步器框架，许多同步类实现都依赖于它，如常用的ReentrantLock/Semaphore/CountDownLatch

它维护了一个volatile int state（代表共享资源）和一个FIFO（双向队列）线程等待队列（多线程争用资源被阻塞时会进入此队列）

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AQS原理简介

AQS的实现依赖内部的同步队列（FIFO双向队列），如果当前线程获取同步状态失败，AQS会将该线程以及等待状态等信息构造成一个Node，将其加入同步队列的尾部，同时阻塞当前线程，当同步状态释放时，唤醒队列的头节点。

上面说的有点抽象，来具体看下，首先来看AQS最主要的三个成员变量：

    private transient volatile Node head;
    
    private transient volatile Node tail;

    private volatile int state;

上面提到的同步状态就是这个int型的变量state. head和tail分别是同步队列的头结点和尾结点。假设state=0表示同步状态可用（如果用于锁，则表示锁可用），state=1表示同步状态已被占用（锁被占用）。

下面举例说下获取和释放同步状态的过程：

获取同步状态

假设线程A要获取同步状态（这里想象成锁，方便理解），初始状态下state=0,所以线程A可以顺利获取锁，A获取锁后将state置为1。在A没有释放锁期间，线程B也来获取锁，此时因为state=1，表示锁被占用，所以将B的线程信息和等待状态等信息构成出一个Node节点对象，放入同步队列，head和tail分别指向队列的头部和尾部（此时队列中有一个空的Node节点作为头点，head指向这个空节点，空Node的后继节点是B对应的Node节点，tail指向它），同时阻塞线程B(这里的阻塞使用的是LockSupport.park()方法)。后续如果再有线程要获取锁，都会加入队列尾部并阻塞。