AQS源码分析一（公平独占锁）-白红宇

AQS源码分析一（公平独占锁）

阅读量：797 次

发布时间：2023-03-28

本文共 1699 字，大约阅读时间需要 5 分钟。

AbstractQueueSynchronizer（AQS）分析

在分析Java并发包java.util.concurrent源码时，AbstractQueueSynchronizer（简称AQS）是一个不可或缺的核心组件，它是ReentrantLock、CountDownLatch、Semaphore等多个并发工具类的基础。通过深入分析ReentrantLock的公平锁实现，我们可以更好地理解AQS的工作原理。

AQS的结构

AQS主要维护以下几个关键属性：

head：表示当前持有锁的线程，或者阻塞队列的首节点。

tail：阻塞队列的末尾节点。

state：表示锁的占有次数，值为0时表示锁未被占有，值大于0时表示有线程正在占用锁。

exclusiveOwnerThread：表示当前独占锁的线程。

AQS的阻塞队列采用的是FIFO（先进先出）的方式，每个线程被包装成一个Node实例，通过prev和next指针形成一个链表。每个节点还包含waitStatus，用于表示线程的等待状态。

AQS节点（Node）结构

每个节点包含以下属性：

thread：等待的线程。

waitStatus：等待状态，取值为：
- CANCELLED（1）：线程取消了对锁的等待。
- SIGNAL（-1）：当前节点需要被唤醒，后续节点的线程可以无条件获取锁。
- CONDITION（-2）：线程正等待在条件上（本文不分析条件）。
- PROPAGATE（-3）：下一个获取共享锁的线程应无条件传播。

prev：前驱节点。

next：后继节点。

ReentrantLock的使用方式

一个典型的ReentrantLock使用示例：

public class OrderService {
    private static final ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock(true);
    public void createOrder() {
        reentrantLock.lock();
        try {
            // 业务逻辑
        } finally {
            reentrantLock.unlock();
        }
    }
}

ReentrantLock内部通过Sync内部类实现锁机制，Sync有两个实现：FairSync（公平锁）和NonfairSync（非公平锁）。这里我们聚焦于FairSync。

线程抢锁过程

tryAcquire(int arg)：

试图直接获取锁。

如果成功，state增加，线程继续执行。

如果失败，线程挂入阻塞队列。

acquireQueued(Node node, int arg)：

将线程插入阻塞队列。

如果队列为空，初始化头节点并将线程插入队列。

如果队列不为空，线程插入队尾。

parkAndCheckInterrupt()：

挂起当前线程，等待被唤醒。

检查线程是否被中断。

shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node)：

确定是否需要挂起当前线程。

如果前驱节点的waitStatus为SIGNAL，挂起当前线程。

否则，继续寻找可以唤醒的节点。

unparkSuccessor(Node node)：

唤醒后继节点，继续争夺锁。

线程释放锁

release(int arg)：

尝试释放锁。

如果成功，唤醒队列的对头节点，继续处理。

tryRelease(int releases)：

检查是否由当前线程持有锁。

如果是，释放锁并唤醒后继节点。

总结

在并发环境下，ReentrantLock依赖于AQS来管理锁状态、维护等待队列和唤醒机制。AQS通过state、head、tail和Node节点实现锁的获取和释放，确保线程能够高效地竞争和占有锁资源。通过分析ReentrantLock的实现，我们可以更深入地理解AQS的工作原理及其在并发编程中的重要性。

转载地址：http://nchfk.baihongyu.com/

你可能感兴趣的文章

Objective-C实现k nearest neighbours k最近邻分类算法(附完整源码)