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  • 谈谈AQS

    AQS是什么?

      AQS全称叫AbstractQueuedSynchronizer,顾名思义,抽象的队列同步装置,在java中是一个抽象类。java JUC包下常用的同步类都是通过继承AQS实现的,那么AQS到底是怎么实现的呢,

    又为什么说AQS=volatile+CAS,我们通过分析ReentrantLock类的源码来一步步解开谜底。

      我们从初始化ReentrantLock开始

     /**
         * Creates an instance of {@code ReentrantLock}.
         * This is equivalent to using {@code ReentrantLock(false)}.
         */
        public ReentrantLock() {
            sync = new NonfairSync();
        }
    
        /**
         * Creates an instance of {@code ReentrantLock} with the
         * given fairness policy.
         *
         * @param fair {@code true} if this lock should use a fair ordering policy
         */
        public ReentrantLock(boolean fair) {
            sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
        }

      可以看到ReentrantLock有两个构造方法,看带参数的注释可以知道如果传true,则是公平锁,这里我们使用无参构造,所以我们走的是上面一个构造方法。

    所以我们调用的就是NonfairSync(非公平锁)的lock方法,如下图:

    /**
         * Sync object for non-fair locks
         */
        static final class NonfairSync extends Sync {
            private static final long serialVersionUID = 7316153563782823691L;
    
            /**
             * Performs lock.  Try immediate barge, backing up to normal
             * acquire on failure.
             */
            final void lock() {
                if (compareAndSetState(0, 1))
                    setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
                else
                    acquire(1);
            }
    
            protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
                return nonfairTryAcquire(acquires);
            }
        }

    首先来分析compareAndSetState方法到底干了啥,进入该方法;

    protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) {
            // See below for intrinsics setup to support this
            return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update);
        }

    其实从名字上我们也可以看出这个是一个典型的CAS操作,看到unsafe就没必要往下看了,因为unsafe里面的方法被java设计者封装了,我们是看不了的。

    可以看到这里是想对stateOffset这个属性进行CAS操作,找到stateOffset,发现最终指向的是state属性,

     再找到state属性:

     发现该属性是通过volatile修饰的一个int值,暂时我们还不知道这个属性有什么作用。再回到lock方法

    假设我们是第一个线程第一次进行锁操作,那么这期间肯定没其他线程会去修改state的值,则肯定会更新成功,此时该方法返回true,并将state设置为1。

    返回true之后就会执行setExclusiveOwnerThread方法,该方法表示将当前线程设置为独占访问。此时,第一个线程加锁的步骤就完了,然后就执行业务

    代码,执行完再调用onlock方法解锁。当然这不是我们关注的重点,我们的重点是,当有第二个,第三个线程调用lock方法的时候,我们该怎么去保证同步。

    继续回到代码,当第二给线程调用lock方法的时候,假设此时第一个线程还没有释放锁,那么一定会进入else的acquire方法:

     先来看tryAcquire()这个方法,顾名思义,尝试去获得锁,tryAcquire实际调用的是nonfairTryAcquire() 方法,因为我们看的非公平锁。

    代码如下:

     这个方法比较简单,如果state等于0也就是没拿到锁,就用cas去尝试拿,拿到就返回true,如果

    在当前线程中,如果说当前线程和锁的所有者是同一个线程,则把sate+1,表示锁的重入。

    再来看acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg),这个方法就不去细看了,大致 的意思

    就是通过cas实现往队列里面放入等待的线程,当执行的线程释放锁的时候,该队列的线程会相互竞争

    直到某一个线程拿到锁。

    总结:

    1. 调用自定义同步器的tryAcquire()尝试直接去获取资源,如果成功则直接返回;
    2. 没成功,则addWaiter()将该线程加入等待队列的尾部,并标记为独占模式;
    3. acquireQueued()使线程在等待队列中休息,有机会时(轮到自己,会被unpark())会去尝试获取资源。获取到资源后才返回。如果在整个等待过程中被中断过,则返回true,否则返回false。
    4. 如果线程在等待过程中被中断过,它是不响应的。只是获取资源后才再进行自我中断selfInterrupt(),将中断补上。

    由于此函数是重中之重,我再用流程图总结一下:

    至此,acquire()的流程终于算是告一段落了。这也就是ReentrantLock.lock()的流程,不信你去看其lock()源码吧,整个函数就是一条acquire(1)!!!

    参考:https://www.cnblogs.com/waterystone/p/4920797.html(如果需要详细的了解aqs的源码实现,请看这篇文章)

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/liu-yi/p/13568471.html
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