Author 2020-06-01
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基本用法1理解Java并发(5)：AQS并发编程理解并发刨根问底Contents基本用法 ............................................................................................... 1样例：实现简单的锁原理 .................................................................................................... 2获取状态操作是一个机遇等待队列实现锁的框架，用来实现诸如、等。public abstract class AbstractQueuedSynchronizerextends AbstractOwnableSynchronizerimplements Serializable基本用法在类里面维护了一个原子类型的状态值（这个值的具体含义由子类去定义）。要使用，推荐的做法是在在一个私有的内部类中去实现，然后需要通过本身提供的几个方法：getState()setState(int)compareAndSetState(int, int)通过调用上述三个方法来维护同步状态，并实现这些方法：tryAcquire(int)：尝试获取状态tryRelease(int)：尝试释放状态tryAcquireShared(int)tryReleaseShared(int)isHeldExclusively()判断当前线程是否持有排它锁而其他的同步操作、队列管理等，在中已经完成了。样例：实现简单的锁在的文档中给了一个基本的用法实现一个不可重入的锁。首先需要的就是实现内部的类：class Mutex implements Lock, java.io.Serializable { private static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer { protected boolean isHeldExclusively() { return getState() == 1; } public boolean tryAcquire(int acquires) { assert acquires == 1; // Otherwise unused if (compareAndSetState(0, 1)) { setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread()); return true; 原理2 } return false; } protected boolean tryRelease(int releases) { assert releases == 1; // Otherwise unused if (getState() == 0) throw new IllegalMonitorStateException(); setExclusiveOwnerThread(null); setState(0); return true; } } // ...}然后，加锁、解锁等操作都可以通过这个内部类来完成了：class Mutex implements Lock, java.io.Serializable { // ... private final Sync sync = new Sync(); // 这里通过获取或者释放状态1（1表示锁定）来实现加锁和解锁的操作 public void lock() { sync.acquire(1); } public boolean tryLock() { return sync.tryAcquire(1); } public void unlock() { sync.release(1); } public Condition newCondition() { return sync.newCondition(); } public boolean isLocked() { return sync.isHeldExclusively(); } public boolean hasQueuedThreads() { return sync.hasQueuedThreads(); } public void lockInterruptibly() throws InterruptedException { sync.acquireInterruptibly(1); } public boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { return sync.tryAcquireNanos(1, unit.toNanos(timeout)); } }原理内部是使用的基于队列的同步机制。 原理3acquire获取状态意味着尝试通过获取某个状态从而获取到锁。的过程如下：首先尝试直接通过的方式改变，如果成功则直接获取到锁如果上一步失败，那么表明其他线程获取到锁，则尝试将当前线程加入到队列末尾进行排队（同样加入到队列末尾也是通过实现）加入到队列后，中断当前线程（但具体线程如何处理中断要看线程自己了）public final void acquire(int arg) { if (!tryAcquire(arg) && acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)) selfInterrupt();}private Node addWaiter(Node mode) { Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode); Node pred = tail; // 如果发现队列不为空，那么尝试一次性快速插入到尾部（如果失败的话则通过enq方法插入） // 在没有线程竞争的情况下，会比enq稍微快一点，enq里面还要处理队列为空的情况 if (pred != null) { node.prev = pred; if (compareAndSetTail(pred, node)) { // 通过CAS设置tail成功，这时候tail已经是当前node，再把之前的tail（pred）连接到自己 pred.next = node; return node; } } // enq的逻辑基本上与上面一样，区别在于1. 处理队列为空的情况，要插入到队列头部；2.CAS失败后会重试直到成功 enq(node); return node;}private Node enq(final Node node) { for (;;) { Node t = tail; if (t == null) { 原理4 // 如果发现队列为空那么首先把head和tail都设置为空节点 if (compareAndSetHead(new Node())) tail = head; } else { node.prev = t; if (compareAndSetTail(t, node)) { t.next = node; return t; } } }}release操作当释放锁的时候，会唤醒一个后继节点，这个节点通常是后一个节点（如果后一个节点了则要从队列尾部遍历直到找到真正的后继节点）。public final boolean release(int arg) { if (tryRelease(arg)) { Node h = head; if (h != null && h.waitStatus != 0) unparkSuccessor(h); return true; } return false;}

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