AQS数据结构——同步队列

淡淡的烟草味﹌ 2023-06-09 14:25 22阅读 0赞

## 什么是AQS ##

aqs即AbstractQueuedSynchronizer（队列同步器）抽象类的简称，它是Java并发用来构建锁，和其他同步组件的基础框架，内部使用先进先出的同步队列实现，比如 ReentrantLock、CountDownLatch 和 Semaphore 等都是基于 AQS 实现的  
**AQS的核心思想是**，如果被请求的共享资源空闲，则将当前请求资源的线程设置为有效的工作线程，并将共享资源设置为锁定状态，如果被请求的共享资源被占用，那么就需要一套线程阻塞等待以及被唤醒时锁分配的机制，这个机制AQS是用CLH队列锁实现的，即将暂时获取不到锁的线程加入到队列中。  
**AQS的独占锁和共享式锁**  
独占锁模式下，每次只能有一个线程能持有锁，ReentrantLock就是以独占方式实现的互斥锁。共享锁，则允许多个线程同时获取锁，并发访问 共享资源，如：ReadWriteLock。AQS的内部类Node定义了两个常量SHARED和EXCLUSIVE，他们分别标识 AQS队列中等待线程的锁获取模式

**AQS数据结构：**

![在这里插入图片描述][20191201200538417.png]节点之间相互引用，头节点指向尾节点，每个节点存储内容还包括当前节点的状态

竞争失败的线程会打包成Node（源码里是aqs类的一个内部类）放到同步队列，

了解其中的方法
    模板方法：（重写）
    独占式获取
    accquire
    acquireInterruptibly
    tryAcquireNanos
    共享式获取
    acquireShared
    acquireSharedInterruptibly
    tryAcquireSharedNanos
    独占式释放锁
    release
    共享式释放锁
    releaseShared
    需要子类覆盖的流程方法
    独占式获取  tryAcquire
    独占式释放  tryRelease
    共享式获取 tryAcquireShared
    共享式释放  tryReleaseShared
    这个同步器是否处于独占模式  isHeldExclusively

同步状态state：  
getState:获取当前的同步状态  
setState：设置当前同步状态  
compareAndSetState 使用cas方式来设置状态

使用CAS设置状态，保证状态设置的原子性  
竞争失败的线程会打包成Node放到同步队列，**Node可能的状态值waitStatus：**  
CANCELLED：线程等待超时或者被中断了，需要从队列中移走，为1  
SIGNAL：后续的节点等待状态，当前节点，通知后面的节点去运行，为-1  
CONDITION :当前节点处于等待队列，为-2  
PROPAGATE：共享，表示状态要往后面的节点传播，值为-3  
0，表示初始状态  
![在这里插入图片描述][20191021162259778.png]

独占式同步状态获取与释放  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNzAwMDMw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
Node静态内部类部分源码

volatile Node prev;//指向前面节点的node
    
    /** * Link to the successor node that the current node/thread * unparks upon release. Assigned during enqueuing, adjusted * when bypassing cancelled predecessors, and nulled out (for * sake of GC) when dequeued. The enq operation does not * assign next field of a predecessor until after attachment, * so seeing a null next field does not necessarily mean that * node is at end of queue. However, if a next field appears * to be null, we can scan prev's from the tail to * double-check. The next field of cancelled nodes is set to * point to the node itself instead of null, to make life * easier for isOnSyncQueue. */
    volatile Node next;//指向后面节点的node
    
    /** * The thread that enqueued this node. Initialized on * construction and nulled out after use. */
    volatile Thread thread；//争夺锁失败的线程

[20191201200538417.png]: /images/20230531/b5387a6f529c483e9324c22412576a9b.png
[20191021162259778.png]: /images/20230531/243031d365ef4b60a93f8051f16eca6d.png
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