Java之AQS（AbstractQueuedSynchronizer）-编程知识

Java之AQS（AbstractQueuedSynchronizer）

AQS 介绍

AQS 的全称为 AbstractQueuedSynchronizer ，翻译过来的意思就是抽象队列同步器。这个类在 java.util.concurrent.locks 包下面。

● 是用来实现锁或者其他同步器组件的公共基础部分的抽象实现
● 是重量级基础框架及整个JUC体系的基石，主要用于解决锁分配给”谁“的问题。
● 整体就是一个抽象的FIFO队列来完成资源获取线程的排队工作，并通过一个int类变量表示持有锁的状态

public abstract class AbstractQueuedSynchronizer extends AbstractOwnableSynchronizer implements java.io.Serializable {
}

AQS 为构建锁和同步器提供了一些通用功能的实现，因此，使用 AQS 能简单且高效地构造出应用广泛的大量的同步器，比如我们提到的 ReentrantLock，Semaphore，其他的诸如 ReentrantReadWriteLock，SynchronousQueue等等皆是基于 AQS 的

AQS为什么是JUC内容中最重要的基石

和AQS有关的

ReentrantLock

CountDownLatch

● 进一步理解锁和同步器的关系
○ 锁，面向锁的使用者：定义了程序员和锁交互的使用层API，隐藏了实现细节，你调用即可
○ 同步器，面向锁的实现者：Java并发大神DoungLee，提出了统一规范并简化了锁的实现，将其抽象出来，屏蔽了同步状态管理、同步队列的管理和维护、阻塞线程排队和通知、唤醒机制等，是一切锁和同步组件实现的----公共基础部分

AQS 核心思想

AQS 核心思想是，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 是基于 CLH 锁变体 （Craig, Landin, and Hagersten locks）实现的。

CLH 锁是对自旋锁的一种改进，是一个虚拟的双向队列（虚拟的双向队列即不存在队列实例，仅存在结点之间的关联关系），暂时获取不到锁的线程将被加入到该队列中。AQS 将每条请求共享资源的线程封装成一个 CLH 队列锁的一个结点（Node）来实现锁的分配。在 CLH 队列锁中，一个节点表示一个线程，它保存着线程的引用（thread）、当前节点在队列中的状态（waitStatus）、前驱节点（prev）、后继节点（next）。

CLH 队列结构如下图所示：

CLH 队列结构

AQS(AbstractQueuedSynchronizer)的核心原理图：

CLH 队列

AQS内部体系架构----AQS自身

AQS的int类型变量state
- AQS的同步状态State成员变量

另外，状态信息 state 可以通过 protected 类型的getState()、setState()和compareAndSetState() 进行操作。并且，这几个方法都是 final 修饰的，在子类中无法被重写。

//返回同步状态的当前值
protected final int getState() {return state;
}// 设置同步状态的值
protected final void setState(int newState) {state = newState;
}
//原子地（CAS操作）将同步状态值设置为给定值update如果当前同步状态的值等于expect（期望值）
protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) {return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update);
}
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原文链接：https://javaguide.cn/java/concurrent/aqs.html