并发编程（九）抽象队列同步器AQS解析

一、背景介绍

　　学习AQS前先了解一位巨佬，也就是java.util.concurrent包的作者Doug Lea

　　Java并发编程核心在于java.concurrent.util包，而JUC当中的大多数同步器实现都是围绕着一些共同的基础行为去实现的，比如：

• 等待队列
• 条件队列
• 独占获取
• 共享获取等

　　定义：而这些行为的抽象就是基于AbstractQueuedSynchronizer简称AQS，AQS定义了一套多线程访问共享资源的同步器框架，是一个依赖状态【state：表示资源的可用状态】的同步器。

　　PS：AbstractQueuedSynchronizer位于java.util.concurrent.locks包下，是一个抽象类，像我们常用的ReentrantLock、CountDownLatch内部会对这个AbstractQueuedSynchronizer这个类进行继承。

　　PS：AQS底层有一个队列容器来存放被阻塞的线程（用队列的原因是因为要实现公平锁的概念【排队】）【AQS也是这个队列的缩写】

二、AQS具备特性

基本特性

• 阻塞等待队列
• 共享/独占
• 公平/非公平
• 可重入
• 允许中断

框架实现思路

• 1、定义内部类Sync继承AQS
• 2、将同步器所有调用都映射到Sync对应的方法

state三种访问方式

• getState()
• setState()
• compareAndSetState()

AQS定义两种资源共享方式

• Exclusive-独占：只有一个线程能执行，如ReentrantLock
• Share-共享：多个线程可以同时执行，如Semaphore/CountDownLatch

三、AQS的两种队列

同步等待队列

　　同步等待队列也称CLH队列【作者姓名字母缩写】，是一种基于双向链表数据结构的队列，是FIFO先入先出线程等待队列，由阻塞机制实现。

条件等待队列

　　队列结构与上图类似，就不重复赘述了。【condition条件队列在后面会去学习】

四、Lock锁内部的一些关键方法

isHeldExclusively()

　　作用：判断该线程是否正在独占资源。

　　PS：只有用到condition才需要去实现它。

tryRelease(int state减少的量)【独占的锁有对应的实现方法，如ReentrantLock】

　　作用：尝试释放资源，成功则返回true，失败则返回false。

 

tryAcquire(int state增加的量)【独占的锁有对应的实现方法，如ReentrantLock】

　　作用：尝试获取资源，成功则返回true，失败则返回false。

tryAcquireShared(int)【共享的锁有对应的实现方法，如CountDownLatch】

　　作用：尝试获取共享锁，实现方式和独占锁类似。

• 负数表示失败
• 正数表示成功，且有剩余资源

　　PS：state 状态变量，state 的值代表着等待的线程数，比如初始化为 5，表示正在等待的线程数为 5，每次调用 countDown() 函数都会减1。

tryReleaseShared(int)【共享的锁有对应的实现方法，如CountDownLatch】

　　作用：尝试释放共享资源，如果释放后允许唤醒后续 等待结点返回true，否则返回false。