Java的AQS基本原理详细分析
AQS基本原理
AQS是Abstract Queued Synchronizer的简称。AQS提供了一种实现阻塞锁和一系列依赖FIFO等待队列的同步器的框架。
从使用层面来说,AQS的功能分为两种:独占和共享。
- 独占锁,每次只能有一个线程持有锁,比如前面给大家演示的ReentrantLock就是以独占方式实现的互斥锁;
- 共享锁,允许多个线程同时获取锁,并发访问共享资源,比如ReentrantReadWriteLock。
AQS内部有以下几个重要的数据结构:
- state变量,记录锁定状态,默认0
- 加锁线程变量,记录当前持有锁的是哪个线程,默认null
- 线程等待队列
以ReentrantLock为例,加锁代码如下:
ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); lock.lock(); //------业务逻辑------- ....... //-------------------------- lock.unlock();
例如线程1和线程2进行加锁操作,线程1先获得锁,AQS会将state置为1,并且加锁线程变量记录为线程1。线程2由于没有获得锁,会被AQS放到线程等待队列中进行等待。
ReentrantLock翻译成中文是可重入锁,从名字就可知它和synchronized关键字一样是可重入的。因为有一个加锁线程变量当前记录了持有锁的是哪个线程,ReentrantLock再次加锁时,是可以成功的,相应的state变量也会加1。和synchronized关键字一样,有一次加锁操作就必须对应一次解锁操作,解锁一次,state变量会减1。
当线程1执行完成,所有锁定操作都对应执行了解锁操作后,state变量为0,并且加锁线程变量被置为null。此时会唤醒线程等待队列中的第一个线程(线程2)去尝试获得锁了。
但是如果此时恰好有一个新的线程3抢在线程2之前获得了锁,那么线程2只能继续等待,这很不公平呀!而ReentrantLock默认的就是不公平锁。如果希望获得的是公平锁,新来的线程必须在线程等待队列中排队等待,也很简单,只需要构造ReentrantLock对象时,指定true的参数即可。
ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true);
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