面试官：给我什么是AQS？

AQS简介

• AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是Java并发工具包中的一个核心类，用于构建锁和其他同步器。
• AOS（AbstractOwnableSynchronizer）是AQS和AQLS的父类，表示持有者与锁之间的关系。
• AQLS（AbstractQueuedLongSynchronizer）是AQS的扩展，使用long类型代替int类型来存储状态，适用于资源数量可能超过int范围的场景。

AQS的核心思想

• AQS的核心思想是在多线程访问共享资源时，通过一个volatile变量state来标识资源的锁定状态。
• 当资源空闲时，尝试获取资源的线程会被设置为有效工作线程，资源被锁定。
• 未获取到资源的线程会被放入阻塞队列，等待资源释放。

AQS的数据结构

1. state变量：

   • 使用volatile修饰，展示当前临界资源的获锁情况。
   • 提供了获取和修改state的方法，这些方法都是final修饰的，不能被子类重写。

2. CLH双向队列：

   • CLH锁是一种自旋锁的改进，是一个虚拟的双向队列。
   • AQS将每条请求共享资源的线程封装成一个CLH队列锁的一个节点（Node）。

AQS的资源共享模式

1. 独占模式（Exclusive）：

   • 资源是独有的，每次只能一个线程获取，如ReentrantLock。
   • 线程获取锁后，可以多次重入，每次重入state加1，释放时需要释放相同次数。

2. 共享模式（Share）：

   • 资源可同时被多个线程获取，如CountDownLatch。
   • 通过CAS操作减少state值，当state为0时，唤醒等待的线程。

AQS的Node节点

• Node节点存储线程的引用、前驱节点、后继节点等信息。
• 节点状态包括：
  • CANCELLED：节点已被取消。
  • SIGNAL：后继节点等待当前节点唤醒。
  • CONDITION：当前线程阻塞在Condition。
  • PROPAGATE：共享模式下，前置节点唤醒后面节点后，唤醒操作无条件传播下去。
  • 0：中间状态，当前节点后面的节点已经唤醒，但当前节点线程还没有执行完成。

AQS的获取资源与释放资源

1. 获取资源：

   • 入口是acquire(int arg)方法，arg是要获取的资源个数。
   • 通过tryAcquire方法尝试获取锁资源，失败则将线程封装为Node节点，存入等待队列。

2. 释放资源：

   • 入口是release(int arg)方法。
   • 通过tryRelease方法尝试释放锁资源，成功后唤醒等待的线程。

AQS的实现细节

• 获取资源：

  • 使用acquireQueued方法从等待队列的head节点开始，循环向后尝试获取资源。
  • 获取失败则继续阻塞，头结点若获取资源成功，则将后继结点设置为头结点。

• 释放资源：

  • 通过unparkSuccessor方法唤醒等待的线程。
  • tryRelease方法需要子类实现，如在ReentrantLock中减少state值。

总结

• AQS是一个强大的同步器框架，通过state变量和CLH队列实现资源的锁定和解锁。
• 子类需要实现tryAcquire和tryRelease方法来具体控制资源的获取和释放。

原文地址：https://blog.csdn.net/modelsetget/article/details/140734692

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