AQS

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AQS介绍

AQS，即AbstractQueuedSynchronizer, 队列同步器，它是Java并发用来构建锁和其他同步组件的基础框架。来看下同步组件对AQS的使用：

AQS是一个抽象类，主是是以继承的方式使用。AQS本身是没有实现任何同步接口的，它仅仅只是定义了同步状态的获取和释放的方法来供自定义的同步组件的使用。从图中可以看出，在java的同步组件中，AQS的子类（Sync等）一般是同步组件的静态内部类，即通过组合的方式使用。

抽象的队列式的同步器，AQS定义了一套多线程访问共享资源的同步器框架，许多同步类实现都依赖于它，如常用的ReentrantLock/Semaphore/CountDownLatch

它维护了一个volatile int state（代表共享资源）和一个FIFO（双向队列）线程等待队列（多线程争用资源被阻塞时会进入此队列）

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AQS原理简介

AQS的实现依赖内部的同步队列（FIFO双向队列），如果当前线程获取同步状态失败，AQS会将该线程以及等待状态等信息构造成一个Node，将其加入同步队列的尾部，同时阻塞当前线程，当同步状态释放时，唤醒队列的头节点。

上面说的有点抽象，来具体看下，首先来看AQS最主要的三个成员变量：

    private transient volatile Node head;
    
    private transient volatile Node tail;

    private volatile int state;

上面提到的同步状态就是这个int型的变量state. head和tail分别是同步队列的头结点和尾结点。假设state=0表示同步状态可用（如果用于锁，则表示锁可用），state=1表示同步状态已被占用（锁被占用）。

下面举例说下获取和释放同步状态的过程：

获取同步状态

假设线程A要获取同步状态（这里想象成锁，方便理解），初始状态下state=0,所以线程A可以顺利获取锁，A获取锁后将state置为1。在A没有释放锁期间，线程B也来获取锁，此时因为state=1，表示锁被占用，所以将B的线程信息和等待状态等信息构成出一个Node节点对象，放入同步队列，head和tail分别指向队列的头部和尾部（此时队列中有一个空的Node节点作为头点，head指向这个空节点，空Node的后继节点是B对应的Node节点，tail指向它），同时阻塞线程B(这里的阻塞使用的是LockSupport.park()方法)。后续如果再有线程要获取锁，都会加入队列尾部并阻塞。

释放同步状态

当线程A释放锁时，即将state置为0，此时A会唤醒头节点的后继节点（所谓唤醒，其实是调用LockSupport.unpark(B)方法），即B线程从LockSupport.park()方法返回，此时B发现state已经为0，所以B线程可以顺利获取锁，B获取锁后B的Node节点随之出队。

上面只是简单介绍了AQS获取和释放的大致过程，下面结合AQS和ReentrantLock源码来具体看下JDK是如何实现的，特别要注意JDK是如何保证同步和并发操作的。

AQS实现原理_哔哩哔哩_bilibili

 

 

 维护一个用voliate修饰的共享变量和一个双向队列。

 

  

 

 

 

 

 

 

 线程堵塞：LockSupport.park()，线程唤醒LockSupport.unpark(B)

 对于公平锁则是让队列的第一个线程去获取锁，加入了一个判断。

 https://mp.weixin.qq.com/s/PdB_1-C2FGl91vN3SM5ZVg

公平锁：多个线程按照申请锁的顺序去获得锁，线程会直接进入队列去排队，永远都是队列的第一位才能得到锁。

• 优点：所有的线程都能得到资源，不会饿死在队列中。
• 缺点：吞吐量会下降很多，队列里面除了第一个线程，其他的线程都会阻塞，cpu唤醒阻塞线程的开销会很大。

非公平锁：多个线程去获取锁的时候，会直接去尝试获取，获取不到，再去进入等待队列，如果能获取到，就直接获取到锁。

• 优点：可以减少CPU唤醒线程的开销，整体的吞吐效率会高点，CPU也不必取唤醒所有线程，会减少唤起线程的数量。
• 缺点：你们可能也发现了，这样可能导致队列中间的线程一直获取不到锁或者长时间获取不到锁，导致饿死。