AQS是什么?

AQS全称为AbstractQueuedSynchronizer,即抽象队列同步器, 是一种同步器框架。

比如我们写代码经常用到的ReentrantLock, CountDownLatch, Semaphore等都是基于AQS来实现的。AQS根据资源的共享方式可以分类独占模式(Exclusive)和共享模式(Share).其中ReentrantLock采用的就是独占模式,而CountDownLatch和Semaphore采用的是共享模式.

类图如下:

AQS简要模型如下:

AQS的核心变量如下:

可以看到head, tail和state都是用volatile修饰的,保证线程间的可见性

其中state就是上图中的state,是一个共享的资源变量

状态state的访问方式有三个:

    protected final int getState() {
        return state;
    }
    protected final void setState(int newState) {
        state = newState;
    }
		// CAS方式设置state值
    protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) {
        return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update);
    }

head就是头结点,tail是尾结点,主要用来进行对双向链表节点进行操作使用的

Node就是同步队列中的每一个节点

ConditionObject是实现条件队列的对象

具体代码太长了我这里就不贴出来

自定义同步器

如果想要自定义同步器，只需要实现如下方法,因为AQS的其他方法都是不能被重写的,AQS顶层已经实现好了,不需要子类去实现。只需要实现如下方法即可:

    // 独占模式,尝试获取资源
	protected boolean tryAcquire(int arg) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
    // 独占模式,尝试释放资源
    protected boolean tryRelease(int arg) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
    // 共享模式,尝试获取资源
    protected int tryAcquireShared(int arg) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
    // 共享模式,尝试释放资源
    protected boolean tryReleaseShared(int arg) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }

	// 该线程是否正在独占资源。只有用到condition(条件队列)才需要去实现它
    protected boolean isHeldExclusively() {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }

以下根据独占模式和共享模式来分析AQS

独占模式:

顾名思义，就是一个线程可以操作共享资源

流程如下:

使用独占方式获取的资源是与具体线程绑定的。如果一个线程获取到了资源，就会标记是这个线程获取到了（设置 state=1）。其他线程尝试操作 state 时，会发现当前该资源不是自己持有的（state 不为0），会在获取失败后被阻塞并被加入到同步队列中.

共享模式:

顾名思义,就是多个线程共同执行一些操作

流程图如下:

使用共享模式资源(state)是不与线程绑定的。共享方式预先设置state值,即表示多少个线程可以同时操作。