锁与同步器的基础--AQS

什么是AQS

AQS全名AbstractQueueSynchronizer,可以翻译为抽象队列同步器

Abstract--说明该类需要被继承,提供实现的框架和一些必要的功能

事实上,AQS也的确提供了一个实现阻塞锁(blocking lock)和依赖于FIFO队列的同步器(Synchronizer)的框架

Queue--说明该类以队列的形式来存储数据

Synchronizer--说明该类的作用在于同步这一方面

我们来看一下UML图

AQS功能组成

用volatile变量state来标识状态

例如:

1. ReentrantLock用state来记录重入次数
2. semaphore用state表示当前可用信号的个数
3. CountDownlatch用state表示计数器当前的值。

用Node存储线程及相关信息,而AQS本身的队列用于存储Node节点

用waitStatus记录当前线程等待状态

用setState()设置状态

用acquire()获取锁

用release()释放锁

最后两种方法的具体逻辑由子类实现

源码分析

Node

我们首先来看Node

static final class Node {
// 获取共享资源时等待
static final Node SHARED = new Node();
// 获取独占资源时等待
static final Node EXCLUSIVE = null;

// waitStatus的值，表示该结点（对应的线程）已被取消
static final int CANCELLED = 1;
// waitStatus的值，表示后继结点（对应的线程）需要被唤醒
static final int SIGNAL = -1;
// waitStatus的值，表示该结点（对应的线程）在等待某一条件
static final int CONDITION = -2;
/*waitStatus的值，表示有资源可用，新head结点需要继续唤醒后继结点（共享模式下，多线程并发释放资源，而head唤醒其后继结点后，需要把多出来的资源留给后面的结点；设置新的head结点时，会继续唤醒其后继结点）*/
static final int PROPAGATE = -3;

// 等待状态，取值范围，-3，-2，-1，0，1
volatile int waitStatus;
// 前驱结点
volatile Node prev;
// 后继结点
volatile Node next;
// 结点对应的线程
volatile Thread thread;
// 等待队列里下一个等待条件的结点
Node nextWaiter;
}