AbstractQueuedSynchronizer实现原理分析——ReentrantLock

Posted 2021-02-03 wuchanming

在Java并发包java.util.concurrent中可以看到，不少源码是基于AbstractQueuedSynchronizer（以下简写AQS）这个抽象类，因为它是Java并发包的基础工具类，是实现ReentrantLock、CountDownLatch、Semaphore、FutureTask 等类的基础。

AQS的主要使用方式是继承，子类通过继承AQS并实现它的抽象方法来管理同步状态，在抽象方法中免不了要对同步状态进行更改，这时就需要使用AQS提供的3个方法（getState()、setState(int newState)和compareAndSetState(int expect,int update) 来进行操作，因为他们能够保证状态的改变是安全的 。

1 AQS原理介绍

在 AQS 内部，通过维护一个FIFO队列来管理多线程的排队工作。在公平竞争的情况下，无法获取同步状态的线程将会被封装成一个节点，置于队列尾部。入队的线程将会通过自旋的方式获取同步状态，若在有限次的尝试后，仍未获取成功，线程则会被阻塞住。大致示意图如下：

 

当头结点释放同步状态后，且后继节点对应的线程被阻塞，此时头结点

线程将会去唤醒后继节点线程。后继节点线程恢复运行并获取同步状态后，会将旧的头结点从队列中移除，并将自己设为头结点。大致示意图如下：