高並發編程-AQS深入解析

要點解說

AbstractQueuedSynchronizer簡稱AQS，它是java.util.concurrent包下CountDownLatch/FutureTask/ReentrantLock/RenntrantReadWriteLock/Semaphore實現的基礎，所以深入理解AQS非常有必要。

AQS通過內部實現的FIFO等待隊列來完成資源獲取線程的等待工作，如果當前線程獲取資源失敗，AQS則會將當前線程以及等待狀態等信息構造成一個Node結構的節點，並將其加入等待隊列中，同時會阻塞當前線程；當其它獲取到資源的線程釋放持有的資源時，則會把等待隊列節點中的線程喚醒，使其再次嘗試獲取對應資源。

源碼解析

AbstractQueuedSynchronizer源碼比較長，這裡只分析主要的功能代碼。首先，先看一下它內部定義的Node類的代碼。

static final class Node { //聲明共享模式下的等待節點 static final Node SHARED = new Node(); //聲明獨佔模式下的等待節點 static final Node EXCLUSIVE = null; //waitStatus的一常量值，表示線程已取消 static final int CANCELLED = 1; //waitStatus的一常量值，表示後繼線程需要取消掛起 static final int SIGNAL = -1; //waitStatus的一常量值，表示線程正在等待條件 static final int CONDITION = -2; //waitStatus的一常量值，表示下一個acquireShared應無條件傳播 static final int PROPAGATE = -3; //waitStatus,其值只能為CANCELLED、SIGNAL、CONDITION、PROPAGATE或0 //初始值為0 volatile int waitStatus; //前驅節點 volatile Node prev; //後繼節點 volatile Node next; //當前節點的線程，在節點初始化時賦值，使用後為null volatile Thread thread; //下一個等待節點 Node nextWaiter; Node() { } Node(Thread thread, Node mode) { // Used by addWaiter this.nextWaiter = mode; this.thread = thread; } Node(Thread thread, int waitStatus) { // Used by Condition this.waitStatus = waitStatus; this.thread = thread; } }

上面的Node就是等待隊列里的一個節點，具體結構如下：

接著，來看一下AbstractQueuedSynchronizer的三個重要屬性：

//等待隊列的頭結點 private transient volatile Node head; //等待隊列的尾節點 private transient volatile Node tail; //同步狀態，這個很重要 private volatile int state;

從這就可以得到同步隊列的基本結構：

protected final int getState() { return state; } protected final void setState(int newState) { state = newState; } //使用CAS設置同步狀態，確保線程安全 protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) { return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update); }

AbstractQueuedSynchronizer類中其它方法主要是用於插入節點、釋放節點，插入節點過程如下圖所示：

釋放頭結點過程如下圖所示：

分析小結

AbstractQueuedSynchronizer實現了對資源獲取與釋放的基礎實現，真正使用到的地方還在是各個具體的功能類中，如CountDownLatch、ReentrantLock等，後面在這些類中會具體分析。

面試考點

AQS是什麼？內部實現結構了解嗎？

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