掌握系列之并發編程-5.AQS和ReadWriteLock

掌握高并發、高可用架構

第二課 并發編程

從本課開始學習并發編程的內容。主要介紹并發編程的基礎知識、鎖、內存模型、線程池、各種并發容器的使用。

第五節 AQS和ReadWriteLock

并發編程 線程通信 AQS ReadWriteLock Lock

AQS：AbstractQueuedSynchronizer

在同步組件的實現過程中，AQS是核心部分，通過使用AQS的模板方法來實現同步語義。AQS包含同步隊列的定義，以及對同步隊列進行排隊、等待通知等來實現的獨占鎖的獲取和釋放；共享鎖的獲取和釋放；可中斷鎖；超時等待鎖等特性。

同步隊列，即內部類Node

volatile int waitState; // 節點狀態
volatile Node prev; // 當前節點的上一節點
volatile Node next; // 當前節點的下一節點
volatile Thread thread; // Node主體，線程
Node nextWaiter; // 等待隊列中的下一節點

其中，節點狀態的取值范圍為：

int CANCELLED = 1; // 節點從隊列中取消
int INITIAL = 0; // 初始狀態
int SIGNAL = -1; // 下一節點處于等待狀態，當當前線程釋放鎖后會通知下一節點，使其進入執行狀態
int CONDITION = -2; // 當前節點進入等待狀態
int PROPAGATE = -3; // 表示下一次共享狀態獲取將會無條件傳播下去

顯然，同步隊列是一個雙向鏈表。

另外，AQS中有兩個很重要的變量：同步隊列的頭尾節點。

private transient volatile Node head;
private transient volatile Node tail;

AQS通過頭尾指針來管理同步隊列，同時實現包括獲取鎖失敗的線程進入隊列、釋放鎖時對同步隊列進行通知等核心功能。

獨占鎖

void acquire(int arg); //獨占式獲取同步鎖，如果獲取失敗則插入同步隊列進行等待
void acquireInterruptibly(int arg); //與acquire相同，但在同步隊列等待過程中可響應中斷
boolean tryAcquireNanos(int arg, long nanos); //在acquireInterruptibly的基礎上增加了超時等待的功能，在超時時間內沒有獲取到同步鎖則返回false
boolean release(int arg); //釋放鎖，該方法會喚醒同步隊列中的下一個節點

共享鎖

void acquireShared(int arg); //共享式獲取同步鎖，與獨占鎖的區別是同一時刻可以有多個線程獲取到同步狀態
void acquireSharedInterruptibly(int arg); //在acquireShared基礎上增加了響應中斷的功能
boolean tryAcquireSharedNanos(int arg, long nanos); //在acquireSharedInterruptibly的基礎上增加了超時等待的功能
boolean releaseShared(int arg); //釋放共享式鎖