aqs解析-AbstractQueuedSynchronizer

小花不惹草
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  • 1·.aqs是什么？
    • 抽象的队列式的同步器，定义了一套多线程访问并发资源的同步框架，是基础
    • 是java提供的底层的同步工具类，用一个int类型的变量标识同步状态，并提供一系列cas操作来关联同步专题


  • 2.aqs作用是什么？

    • 是基础概念，是底层支持，为java中的并发组件提供统一的底层支持，java中的reentrantlock和countdownlatch都是继承aqs实现的
  • 3.aqs如何实现的？
    • violate维护一个int类型的state
    • 内部实现一个FIFO的同步队列，遵循先进先出原则，当第一个线程请求过来时候尝试获取锁时候，获取到了，就放到队列的头部；后续的线程再来请求锁就会封装成node节点放到队列后面，一直到最后一个；当第一个持有锁的线程执行完毕后释放锁，通知后面的节点去持有锁


    • state访问的三种方式：

      • getState方法
      • setState
      • compareAndSetState方法
  • 4.常见子类使用介绍：aqs定义两种对state的访问，独占（reentrantlock）和共享（信号量和countdownlatch），底层关于线程队列相关aqs已经自己实现好了，各个子类只需要继承并实现对状态的获取和释放即可
    • 自定义同步器实现的几个常见方法：
      isHeldExclusively
      		是否独占方法，只有condition用到
      tryAcquire
      		独占，成功返回true，失败false
      tryRelease
      		独占，尝试释放，成功true，失败false
      tryAcquireShared
      		共享，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。
      tryAcquireReleased
      		共享，尝试释放资源，如果释放后运行唤醒后续节点返回true，否则false
    • reenttrantlock：和可重入锁的实现方式差不多，state初始化为0，表示未锁定状态。A线程lock()时，会调用tryAcquire()独占该锁并将state+1。此后，其他线程再tryAcquire()时就会失败，直到A线程unlock()到state=0（即释放锁）为止，其它线程才有机会获取该锁。当然，释放锁之前，A线程自己是可以重复获取此锁的（state会累加），这就是可重入的概念。但要注意，获取多少次就要释放多么次，这样才能保证state是能回到零态的。
    • countDownlatch：任务分N个子线程执行，对应state = N，state和线程数量对应，每个子线程执行完后调用countdown进行CAS-1，直到所有任务执行完毕state = 0，这时候unpark调用主线程,最终acquire返回执行后续
    • 一般自定义同步器要买独占要么共享，也有都实现的，ReentrantReadWriteLock
  • 5.分析具体实现
    • 独占型acquire（int）独占型顶级入口，如果获取到资源，就直接返回，没有就放到队列中，并且忽略中断的影响。


public final void acquire(int arg) {   
 if (!tryAcquire(arg) &&  
    acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)) 
   selfInterrupt();
}

tryAcquire：尝试获取线程

addWaiter(Node.EXCLUSIVE)将线程放到队列尾部并标记独享模式

acquireQueued：使线程再等待中获取资源，一直到获取到返回，如果中断过，返回true，否则返回false，如果线程在等待过程中被中断过，它是不响应的。只是获取资源后才再进行自我中断selfInterrupt()，将中断补上。


关于独占型的acquire和release，主要记住主要流程即可，主体的tryAcquire流程记住


    • 共享型具体实现：

tryAcquireShared：仍然需要共享型同步器去自定义实现，但是基础语义已经设定好，获取成功且无资源返回0，有剩余资源返回>0,失败返回<0;

与独占实现的两个不同：

      • 1.只不过这里将补中断的selfInterrupt()放到doAcquireShared()里了，而独占模式是放到acquireQueued()之外；
      • 2.共享的同步器只有当线程处于第二个时候才会去尝试获取资源，而独占没有这个现实，毕竟共享式的会有多个线程等待，要保证一下公平性
      • 3.当当前线程执行完毕后，共享线程需要看当前剩余资源情况来确定是否需要通知下一个资源，假如出现老大用完后释放了5个资源，而老二需要6个，老三需要1个，老四需要2个。老大先唤醒老二，老二一看资源不够，他是把资源让给老三呢，还是不让？答案是否定的！老二会继续park()等待其他线程释放资源，也更不会去唤醒老三和老四了。独占模式，同一时刻只有一个线程去执行，这样做未尝不可；但共享模式下，多个线程是可以同时执行的，现在因为老二的资源需求量大，而把后面量小的老三和老四也都卡住了。当然，这并不是问题，只是AQS保证严格按照入队顺序唤醒罢了（保证公平，但降低了并发）
  • tryReleaseShared：与独占的不同：
    • 1.独占基于可重入考虑，需要state == 0 才释放并通知下一节点；而共享模式下的releaseShared()则没有这种要求，共享模式实质就是控制一定量的线程并发执行，那么拥有资源的线程在释放掉部分资源时就可以唤醒后继等待结点

补充：

不管是独享还是共享同步器，都是在获取到资源后才去将当前结点设置为队列的头结点，获取成功后还会将之前的头结点踢出去， help GC;release操作释放后不操作头结点

本文是读取文章

https://www.cnblogs.com/zyrblog/p/9866140.html

的观后感，感谢这位兄弟，不错


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