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基于AQS的锁
锁分为独占锁和共享锁,它们的主要实现都是依靠AbstractQueuedSynchronizer,这个类只提供一系列公共的方法,让子类来调用。基于我了解不深,从这个类的属性,方法,和独占锁的获取方式去了解这个类。
AbstractQueuedSynchronizer的主要属性和方法:
属性/方法 | 含 义 |
Thread exclusiveOwnerThread | 这个是AQS父类AbstractOwnableSynchronizer的属性,表示独占模式同步器的当前拥有者 |
Node | 上面已经介绍过了,FIFO队列的基本单位 |
Node head | FIFO队列中的头Node |
Node tail | FIFO队列中的尾Node |
int state | 同步状态,0表示未锁 |
int getState() | 获取同步状态 |
setState(int newState) | 设置同步状态 |
boolean compareAndSetState(int expect, int update) | 利用CAS进行State的设置 |
long spinForTimeoutThreshold = 1000L | 线程自旋等待的时间 |
Node enq(final Node node) | 插入一个Node到FIFO队列中 |
Node addWaiter(Node mode) | 为当前线程和指定模式创建并扩充一个等待队列 |
void setHead(Node node) | 设置队列的头Node |
void unparkSuccessor(Node node) | 如果存在的话,唤起Node持有的线程 |
void doReleaseShared() | 共享模式下做释放锁的动作 |
void cancelAcquire(Node node) | 取消正在进行的Node获取锁的尝试 |
boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) | 在尝试获取锁失败后是否应该禁用当前线程并等待 |
void selfInterrupt() | 中断当前线程本身 |
boolean parkAndCheckInterrupt() | 禁用当前线程进入等待状态并中断线程本身 |
boolean acquireQueued(final Node node, int arg) | 队列中的线程获取锁 |
tryAcquire(int arg) | 尝试获得锁(由AQS的子类实现它) |
tryRelease(int arg) | 尝试释放锁(由AQS的子类实现它) |
isHeldExclusively() | 是否独自持有锁 |
acquire(int arg) | 获取锁 |
release(int arg) | 释放锁 |
compareAndSetHead(Node update) | 利用CAS设置头Node |
compareAndSetTail(Node expect, Node update) | 利用CAS设置尾Node |
compareAndSetWaitStatus(Node node, int expect, int update) | 利用CAS设置某个Node中的等待状态 |
可以看出这个类是一个链表结构,拥有head和tail,next,它的同步状态是通过int类型 state来表示的,0表示未获取,1表示获取,大于1表示重入数,compareAndSetState(int expect,int update)和spinForTimeoutThreshold是在多线程下插入节点到队列时保证快速和唯一正确的。compareAndSetState 和 setState 都是设置state的值,可以看源代码,发现compareAndSetState主要是获得锁,多线程竞争的时候使用,而setState则在锁重入的时候使用,有偏向锁的作用。
AQS是一个基于FIFO的队列的实现,有一个Node的内部类,主要属性如下如下:
属 性 | 定 义 |
Node SHARED = new Node() | 表示Node处于共享模式 |
Node EXCLUSIVE = null | 表示Node处于独占模式 |
int CANCELLED = 1 | 因为超时或者中断,Node被设置为取消状态,被取消的Node不应该去竞争锁,只能保持取消状态不变,不能转换为其他状态,处于这种状态的Node会被踢出队列,被GC回收 |
int SIGNAL = -1 | 表示这个Node的继任Node被阻塞了,到时需要通知它 |
int CONDITION = -2 | 表示这个Node在条件队列中,因为等待某个条件而被阻塞 |
int PROPAGATE = -3 | 使用在共享模式头Node有可能处于这种状态, 表示锁的下一次获取可以无条件传播 |
int waitStatus | 0,新Node会处于这种状态 |
Node prev | 队列中某个Node的前驱Node |
Node next | 队列中某个Node的后继Node |
Thread thread | 这个Node持有的线程,表示等待锁的线程 |
Node nextWaiter | 表示下一个等待condition的Node |
获取独占锁的状态示意图如下:
基于AQS的锁
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