浙江龙网

  1. 首页 > 生活百科 > >

深入理解AQS--jdk层面管程实现【管程详解的补充】

生活百科

什么是AQS1.java.util.concurrent包中的大多数同步器实现都是围绕着共同的基础行为，比如等待队列、条件队列、独占获取、共享获取等，而这些行为的抽象就是基于AbstractQueuedSynchronizer（简称AQS）实现的，AQS是一个抽象同步框架，可以用来实现一个依赖状态的同步器 。
2.JDK中提供的大多数的同步器如Lock, Latch, Barrier等，都是基于AQS框架来实现的
【1】一般是通过一个内部类Sync继承 AQS
【2】将同步器所有调用都映射到Sync对应的方法
AQS具备的特性：1.阻塞等待队列 ， 2.共享/独占  ， 3.公平/非公平   ，  4.可重入 ， 5.允许中断
AQS定义两种资源共享方式1.Exclusive-独占，只有一个线程能执行 ， 如ReentrantLock（详情可查看 深入理解ReentrantLock类锁）
2.Share-共享 ， 多个线程可以同时执行 ， 如Semaphore/CountDownLatch
AQS定义两种队列1.同步等待队列【主要用于维护获取锁失败时入队的线程】【1】AQS当中的同步等待队列也称CLH队列，CLH队列是Craig、Landin、Hagersten三人发明的一种基于双向链表数据结构的队列，是FIFO先进先出线程等待队列，Java中的CLH队列是原CLH队列的一个变种,线程由原自旋机制改为阻塞机制 。
【2】AQS 依赖CLH同步队列来完成同步状态的管理：
1）当前线程如果获取同步状态失败时，AQS则会将当前线程已经等待状态等信息构造成一个节点（Node）并将其加入到CLH同步队列，同时会阻塞当前线程
2）当同步状态释放时，会把首节点唤醒（公平锁），使其再次尝试获取同步状态 。
3）通过signal或signalAll将条件队列中的节点转移到同步队列 。（由条件队列转化为同步队列）
【3】图示：

深入理解AQS--jdk层面管程实现【管程详解的补充】

文章插图
2.条件等待队列【调用await()的时候会释放锁，然后线程会加入到条件队列，调用signal()唤醒的时候会把条件队列中的线程节点移动到同步队列中，等待再次获得锁】【1】AQS中条件队列是使用单向列表保存的，用nextWaiter来连接:
1）调用await方法阻塞线程；
2）当前线程存在于同步队列的头结点，调用await方法进行阻塞（从同步队列转化到条件队列）
3.AQS 定义了5个队列中节点状态：1）值为0，初始化状态，表示当前节点在sync队列中，等待着获取锁 。
2）CANCELLED，值为1 ， 表示当前的线程被取消；
3）SIGNAL，值为-1，表示当前节点的后继节点包含的线程需要运行，也就是unpark；
4）CONDITION ， 值为-2，表示当前节点在等待condition，也就是在condition队列中；
5）PROPAGATE，值为-3，表示当前场景下后续的acquireShared能够得以执行；
源码详解（将源码拆分为三块，抽象同步器AbstractQueuedSynchronizer类，节点Node类，条件对象ConditionObject类）AbstractQueuedSynchronizer类解析1.属性值解析
//用链表来表示队列private transient volatile Node head;private transient volatile Node tail;private volatile int state;//可以表示锁的加锁状态【独占锁只为1 ， 共享锁可以大于1】，又可以表示锁的重入次数，0为没有加锁2.方法解析
//定义了主体的大体逻辑，如入队，如尝试加锁private Node addWaiter(Node mode) {Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);// Try the fast path of enq; backup to full enq on failureNode pred = tail;if (pred != null) {node.prev = pred;if (compareAndSetTail(pred, node)) {pred.next = node;return node;}}enq(node);return node;}protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) {// See below for intrinsics setup to support thisreturn unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update);}//模板方法的处理，如果子类没有实现 ， 则子类中调用的话会报错//提供给子类去实现的公平与非公平的逻辑protected boolean tryAcquire(int arg) {throw new UnsupportedOperationException();}//释放锁的逻辑protected boolean tryRelease(int arg) {throw new UnsupportedOperationException();}Node类详解1.代码展示
static final class Node {static final Node SHARED = new Node();// 共享模式标记static final Node EXCLUSIVE = null;// 独占模式标记static final int CANCELLED =1;static final int SIGNAL= -1;static final int CONDITION = -2;static final int PROPAGATE = -3;//值为0，初始化状态，表示当前节点在sync队列中，等待着获取锁 。//CANCELLED，值为1，表示当前的线程被取消；//SIGNAL，值为-1，表示当前节点的后继节点包含的线程需要运行，也就是unpark；//CONDITION，值为-2，表示当前节点在等待condition，也就是在condition队列中；//PROPAGATE，值为-3，表示当前场景下后续的acquireShared能够得以执行；volatile int waitStatus;volatile Node prev;//前驱结点volatile Node next;//后继结点volatile Thread thread; //与节点绑定的线程Node nextWaiter; // 存储condition队列中的后继节点final boolean isShared() {return nextWaiter == SHARED;}final Node predecessor() throws NullPointerException {Node p = prev;if (p == null)throw new NullPointerException();elsereturn p;}Node() {}Node(Thread thread, Node mode) {// Used by addWaiterthis.nextWaiter = mode;this.thread = thread;}Node(Thread thread, int waitStatus) { // Used by Conditionthis.waitStatus = waitStatus;this.thread = thread;}}

推荐阅读


上一篇：【Spring boot】启动过程源码分析

下一篇：ArcMap布局添加图表问题