们常见的并发锁ReentrantLock、CountDownLatch、Semaphore、CyclicBarrier都是基于AQS实现的,所以说不懂AQS实现原理的,就不能说了解Java锁。
上篇文章讲了AQS的加锁流程,这篇文章再一块看一下AQS具体源码实现。
先回顾一下AQS的加锁流程
AQS的加锁流程并不复杂,只要理解了同步队列和条件队列,以及它们之间的数据流转,就算彻底理解了AQS。
了解AQS加锁流程之后,再去看源码就容易理解了。
// 继承自AbstractOwnableSynchronizer,为了记录哪个线程占用锁 public abstract class AbstractQueuedSynchronizer extends AbstractOwnableSynchronizer { // 同步状态,0表示无锁,每次加锁+1,释放锁-1 private volatile int state; // 同步队列的头尾节点 private transient volatile Node head; private transient volatile Node tail; // Node节点,用来包装线程,放到队列中 static final class Node { // 节点中的线程 volatile Thread thread; // 节点状态 volatile int waitStatus; // 同步队列的前驱节点和后继节点 volatile Node prev; volatile Node next; // 条件队列的后继节点 Node nextWaiter; } // 条件队列 public class ConditionObject implements Condition { // 条件队列的头尾节点 private transient Node firstWaiter; private transient Node lastWaiter; } }
首先AQS继承自AbstractOwnableSynchronizer,其实是为了记录哪个线程正在占用锁。
public abstract class AbstractOwnableSynchronizer { private transient Thread exclusiveOwnerThread; // 设置占用锁的线程 protected final void setExclusiveOwnerThread(Thread thread) { exclusiveOwnerThread = thread; } protected final Thread getExclusiveOwnerThread() { return exclusiveOwnerThread; } }
无论是同步队列还是条件队列中线程都需要包装成Node节点。
虽然同步队列和条件队列都是由Node节点组成的,但是同步队列中是使用prev和next组成双向链表,nextWaiter只用来表示是共享模式还是排他模式。
条件队列没有使用到Node中prev和next属性,而是使用nextWaiter组成单链表。
这个复用对象的设计思想值得我们学习。
同步队列head节点是个哑节点,里面并没有存储线程对象。当然head节点也可以看成是给当前持有锁的线程使用的。
Node节点的状态(waitStatus)共有5种:
AQS支持独占和共享两种访问资源的模式(独占模式又叫排他模式)。
独占模式的方法:
// 加锁 acquire(); // 加可中断的锁 acquireInterruptibly(); // 一段时间内,加锁不成功,就不加了 tryAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout); // 释放锁 release();
共享模式的方法:
// 加锁 acquireShared(); // 加可中断的锁 acquireSharedInterruptibly(); // 一段时间内,加锁不成功,就不加了 tryAcquireSharedNanos(int arg, long nanosTimeout); // 释放锁 releaseShared();
独占模式和共享模式的方法并没有实现具体的加锁、释放锁逻辑,AQS中只是定义了加锁、释放锁的抽象方法。