并发之AQS原理(一)
如果说每一个同步的工具各有各的强大,那么这个强大背后是一个相同的动力,它就是AQS.
AQS是什么
AQS是指java.util.concurrent.locks包里的AbstractQueuedSynchronizer类,抽象的FIFO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
在了解AQS之前先了解下
先入先出队列(First Input First Output,FIFO)这是一种传统的按序执行方法,先进入的指令先完成并引退,跟着才执行第二条指令。
就是通常情况下的排队。
AQS简单的来说就是使用了一个共享变量来同步状态,该状态由子类去维护,而AQS框架做的是
- 线程阻塞队列的维护。
- 线程阻塞和唤醒。
共享变量的操作通过Unsafe类提供的CAS操作完成的。AQS类主要使用的就是2个方法 acquire、release。
acquire(获得锁):返回true则放线程成继续执行,否则将线程加入等待队列中,等待唤醒.
release(释放锁):用于释放锁。释放当前线程队列中的头结点,然后调用唤醒下一个结点的方法。
AQS的简单使用
一般的来说AQS的使用方式是继承,用的是模板方法模式。
下面我们来用一个简单的AQS实现来逐步讲解下AQS的原理。
EasyLock简单实现AQS
首先实现一个简单的锁就叫EasyLock吧
/**
* 简单不可重入锁实现
*
*/
public class EasyLock extends AbstractQueuedSynchronizer {
/**
* 锁定
*/
public void lock(){
acquire(1);
}
/**
* 尝试锁定
*/
public boolean tryLock(){
return tryAcquire(1);
}
/**
* 解锁
*/
public void unlock(){
release(1);
}
/**
* 是否为锁定
*/
public boolean isLocked(){
return isHeldExclusively();
}
/**
* 尝试获取锁
*/
@Override
protected boolean tryAcquire(int arg) {
if(compareAndSetState(0,1)){
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
return true;
}
return false;
}
/**
* 尝试释放锁
*/
@Override
protected boolean tryRelease(int arg) {
setExclusiveOwnerThread(null);
setState(0);
return true;
}
}
测试
public class AqsExampleDemo {
private static final int clientTotal = 30000;
private static int count = 0;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
final EasyLock easyLock = new EasyLock();
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(clientTotal);
for (int i = 0; i < clientTotal; i++) {
executorService.execute(() -> {
try {
easyLock.lock();
count++;
easyLock.unlock();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
countDownLatch.countDown();
});
}
countDownLatch.await();
System.out.println("统计次数:" + count);
}
}
可以看出打印的结果是5000,并没有出现并发问题。
总结
可以看出AQS的使用非常简单几乎只需要重写 tryAcquire、tryRelease就可以自己实现一个锁。
下一篇我们讲解下AQS中底层的CLH队列是如何保证其并发性的。