Android-AQS

Posted 2022-11-25 天津 唐秙

AQS

什么是AQS？

  AQS，全程AbstractQueuedSynchronizer，位于java.util.concurrent.locks包下，是JDK1.5提供的一套用于实现阻塞锁和一系列依赖FIFO等待队列的同步机器（First Input First Output先进先出）的框架实现，是除了java自带的synchronized关键字之外的锁机制，可以将AQS作为一个队列来理解。
我们常用的ReentrantLock，Semaphore，CountDownLatch，CyclicBarrier等并发类均是基于AQS来实现的，具体用法是通过继承AQS，并实现其模板方法，来达到同步状态的管理。
AQS的功能在使用中可以分为两种：独占锁和共享锁
独占锁：每次只能有一个线程持有锁，ReentrantLock就是独占锁
共享锁：允许多个线程同时获得锁，并发访问共享资源，ReentrantReadWriteLock中的读。
核心思想：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，并且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。
doglee帮我们搭出了一个基础的锁实现的架子，ReentrantLock是doglee帮我们实现的锁。

重点
本质：是提供自己去写锁的一个规范，从使用的角度就是自己去继承和实现AbstractQueuedSynchronizer，但是具体已经有人帮我们写了ReentrantLock，ReentrantLockReadWriteLock读写锁，AQS体系实现了不同的对于锁的应用，AQS是依托业务来开发并发工具，底层原理应用的是CAS原子变量+队列+Park+unpark的支撑来添加业务去具体实现锁的定义。
synchronize是底层对于基础锁的支持。

AQS使用方法

AQS设计是基于模板方法模式的，一般的使用方式是：
  1.使用者继承AbstractQueuedSynchronizer并重写指定的方法，这些重写方法很简单，无非是对共享资源state的获取和释放。
  2.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

AQS定义的这些可重写的方法：
  protected boolean tryAcquire(int arg)：独占式获取同步状态，试着获取，成功返回true，反之为false
  protected boolean tryRelease(int arg)：独占式释放同步状态，等待中的其他线程此时将会有机会获取到同步状态。
  protected int tryAcquireShared(int arg):共享式获取同步状态，返回值大于等于0，代表获取成功，反之失败
  protected boolean tryReleaseShared(int arg)：共享式释放同步状态，成功为true，失败为false
  protected boolean isHeldExclusively()：是否在独享模式下被线程占用

AQS的模板方法

  独占锁可以理解为synchronize

ReentrantLock分析

1.怎么加锁？
1.1 竞争成功
  if(compareAndSetState(0,1))//原子的函数，true
  setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
1.2 竞争不成功
  获取当前线程
  获取状态
  重试 成功就竞争成功
  不成功锁重入（锁重入，规避死锁，默认状态值往上递增，其实就是做了一次计数）
  !tryAcquire(arg)进行尝试与重入处理，如果还不行  acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)

主要功能：
  addWaiter进行入队的
  acquireQueued进行park等待唤醒的=wait
  !tryAcquire(arg)进行尝试与重入处理
2.怎么解锁？

3.内部的阻塞队列是啥？

4.ReentrantLock原理

  默认是非公平锁

同步方案对比

  wait/notify：依托于synchronized，基于VM底层对于阻塞的实现，使用waitSet作为等待机制
  await/signal：依托于ReentrantLock条件变量，已经用条件变量与AQS体系作为唤醒机制，本质上层次是partk/unpark实现阻塞
  park/unpark：以thread为操作对象，操作更精准，可以准确的唤醒某一个线程（notify随机唤醒一个线程，notifyAll唤醒所有等待的线程），增加了灵活性。

Object obj = new Object();
synchronized(obj)
	try
		obj.wait();
	 catch(InterruptedException e) 
		e.printStackTrace();
	

  wait/notify本身依托于Monitor对象，因此，必须放到synchronized中去，这样才能找到waitset

并发编程的总结：
  1.内存模型（最根本的是吸收JAVA对于线程处理在内存数据角度的本质是什么）
  2.JVM锁机制（Java常规情况下对于同步处理的手段是怎么做的）
  3.原子变量-CAS无锁并发（常规手段的优化–>CAS理论来支撑对于无锁并发的处理）
  4.线程池（对于线程的优化在于如何合理的利用CPU的核数的优势）
  5.AQS（如何针对专门的业务，利用CAS与PARK机制，完成对于特殊业务定制化同步诉求）
  6.三高的处理（涉及到服务端）