又名 AQS 框架,位于 java.util.concurrent.locks 包内。用来构建锁和同步器的框架,使用 AQS 能简单且高效地构造出应用广泛的大量的同步器,比如我们提到的 ReentrantLock,Semaphore 等。
AQS 核心思想是通过以下方式,建立一套线程阻塞等待以及被唤醒时锁分配的机制。
CLH 不存在真实的队列,仅存在结点之间的关联关系。
AQS 负责维护:
成员变量 state 表示资源状态,通过 getState/setState 方法存取。
线程抢占资源时会通过 CAS 操作去尝试修改 state ,成功则获取锁成功,失败则进入等待队列等待被唤醒。
AQS 定义两种资源共享方式
只有一个线程能执行,如 ReentrantLock。
state初始化为0,表示未锁定状态。加一后锁定。
多个线程可同时执行,如 Semaphore/CountDownLatch。Semaphore、CountDownLatCh、 CyclicBarrier、ReadWriteLock 。
返回 state 负数表示失败;0表示成功,但没有剩余可用资源;正数表示成功,且有剩余资源。
同步器的设计是基于模板方法模式的,如果需要自定义同步器一般的方式是这样(模板方法模式很经典的一个应用):
同步类在实现时一般都将自定义同步器(sync)定义为内部类,供自己使用;而同步类自己(Mutex)则实现某个接口,对外服务。
使用者继承 AbstractQueuedSynchronizer 并重写指定的方法。(这些重写方法很简单,无非是对于共享资源 state 的获取和释放) 将 AQS 组合在自定义同步组件的实现中,并调用其模板方法,而这些模板方法会调用使用者重写的方法。
isHeldExclusively():该线程是否正在独占资源。只有用到condition才需要去实现它。 tryAcquire(int):独占方式。尝试获取资源,成功则返回true,失败则返回false。 tryRelease(int):独占方式。尝试释放资源,成功则返回true,失败则返回false。 tryAcquireShared(int):共享方式。尝试获取资源。负数表示失败;0表示成功,但没有剩余可用资源;正数表示成功,且有剩余资源。 tryReleaseShared(int):共享方式。尝试释放资源,如果释放后允许唤醒后续等待结点返回true,否则返回false。
class Mutex implements Lock, java.io.Serializable {
// 自定义同步器
private static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
// 判断是否锁定状态
protected boolean isHeldExclusively() {
return getState() == 1;
}
// 尝试获取资源,立即返回。成功则返回true,否则false。
public boolean tryAcquire(int acquires) {
assert acquires == 1; // 这里限定只能为1个量
if (compareAndSetState(0, 1)) {//state为0才设置为1,不可重入!
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());//设置为当前线程独占资源
return true;
}
return false;
}
// 尝试释放资源,立即返回。成功则为true,否则false。
protected boolean tryRelease(int releases) {
assert releases == 1; // 限定为1个量
if (getState() == 0)//既然来释放,那肯定就是已占有状态了。只是为了保险,多层判断!
throw new IllegalMonitorStateException();
setExclusiveOwnerThread(null);
setState(0);//释放资源,放弃占有状态
return true;
}
}
// 真正同步类的实现都依赖继承于AQS的自定义同步器!
private final Sync sync = new Sync();
//lock<-->acquire。两者语义一样:获取资源,即便等待,直到成功才返回。
public void lock() {
sync.acquire(1);
}
//tryLock<-->tryAcquire。两者语义一样:尝试获取资源,要求立即返回。成功则为true,失败则为false。
public boolean tryLock() {
return sync.tryAcquire(1);
}
//unlock<-->release。两者语文一样:释放资源。
public void unlock() {
sync.release(1);
}
//锁是否占有状态
public boolean isLocked() {
return sync.isHeldExclusively();
}
}Copy to clipboardErrorCopied
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