171.什么是 AQS(抽象的队列同步器)
AbstractQueuedSynchronizer 类如其名,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 线程等待队列(多线程争用资源被阻塞时会进入此队列)。这里 volatile 是核心关键词,具体 volatile 的语义,在此不述。state 的
访问方式有三种:
getState()
setState()
compareAndSetState()
AQS 定义两种资源共享方式
Exclusive 独占资源-ReentrantLock
Exclusive(独占,只有一个线程能执行,如 ReentrantLock)
Share 共享资源-Semaphore/CountDownLatch
Share(共享,多个线程可同时执行,如Semaphore/CountDownLatch)。
AQS 只是一个框架,具体资源的获取/释放方式交由自定义同步器去实现,AQS 这里只定义了一个接口,具体资源的获取交由自定义同步器去实现了(通过 state 的 get/set/CAS)之所以没有定义成abstract ,是 因 为独 占模 式 下 只 用实现 tryAcquire-tryRelease ,而 共享 模 式 下 只用 实 现tryAcquireShared-tryReleaseShared。如果都定义成abstract,那么每个模式也要去实现另一模式下的接口。不同的自定义同步器争用共享资源的方式也不同。自定义同步器在实现时只需要实现共享资源 state 的获取与释放方式即可,至于具体线程等待队列的维护(如获取资源失败入队/唤醒出队等),AQS 已经在顶层实现好了。自定义同步器实现时主要实现以下几种方法:
- isHeldExclusively():该线程是否正在独占资源。只有用到 condition 才需要去实现它。
- tryAcquire(int):独占方式。尝试获取资源,成功则返回 true,失败则返回 false。
- tryRelease(int):独占方式。尝试释放资源,成功则返回 true,失败则返回 false。
- tryAcquireShared(int):共享方式。尝试获取资源。负数表示失败;0 表示成功,但没有剩余可用资源;正数表示成功,且有剩余资源。
- tryReleaseShared(int):共享方式。尝试释放资源,如果释放后允许唤醒后续等待结点返回true,否则返回 false。