AQS源码解析

​ AQS是Java里的一个同步工具类，全称为AbstractQueuedSynchronizer。它是JUC包中中实现锁和同步机制的基础。

​ 它可以被认为是一种框架或模板，用于实现多种同步器，比如ReentrantLock、CountDownLatch、Semaphore 、ReentrantReadWriteLock等。

作为本系列第一节， 我们先了解这些同步工具的共同的祖先(虽然实际上是聚合关系) ----AQS

在了解AQS之前, 我们要知道:

AQS本质上是一个队列，它是将等待锁或资源的线程排队，并在锁或资源可用时将其唤醒。

建立在这个基础上, 方便理解后序讲解

我们以平常最常用的ReentrantLock为例

ReentrantLock lock= new ReentrantLock();

// 第一次获取锁
lock.lock(); 

try {
    
    // 同步代码块块
    
} finally {
    
     // 第一次释放锁
    lock.unlock();
}

我们点进lock()方法, 会发现调用的是sync.lock();

public void lock() {
       sync.lock();
}

sync是什么呢? 这其实是ReentrantLock一个内部类Sync的实例

Sync：是提供AQS实现的工具，类似于适配器，提供了抽象的lock()，便于快速创建非公平锁。

而Sync继承自AQS(AbstractQueuedSynchronizer), 事实上, 上述几乎每个同步工具都又一个Sync的实现子类, 而且均继承自AQS, 这下就明白为什么说 AQS是一种框架或模板, 如果你想定义一个同步工具, 也完全可以通过继承AQS这个抽象类来实现, 文末我们会给出一个通过AQS简单自定义的互斥锁

而这个内部类也引出了我们本篇讲解的重点 AQS

这是

import java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer;

/**
 * 互斥锁 Mutex 的实现类
 */
public class Mutex {
    // 内部类 Sync 继承 AbstractQueuedSynchronizer
    private static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
        
        /**
         * 尝试获取互斥锁
         *
         * @param arg 获取锁的参数
         * @return 如果获取锁成功返回 true，否则返回 false
         */
        @Override
        protected boolean tryAcquire(int arg) {
            if (compareAndSetState(0, 1)) { // 尝试将状态从 0 设置为 1，表示成功获取锁
                setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread()); // 设置当前线程为独占线程
                return true; // 获取锁成功
            }
            return false; // 获取锁失败
        }

        /**
         * 尝试释放互斥锁
         *
         * @param arg 释放锁的参数
         * @return 如果释放锁成功返回 true，否则返回 false
         */
        @Override
        protected boolean tryRelease(int arg) {
            if (getState() == 0) { // 状态为 0 表示锁没有被持有
                throw new IllegalMonitorStateException(); // 抛出异常
            }
            setExclusiveOwnerThread(null); // 将独占线程设置为 null
            setState(0); // 释放锁，将状态设置为 0
            return true; // 释放锁成功
        }

        /**
         * 判断是否为独占线程持有互斥锁
         *
         * @return 如果当前线程独占持有锁返回 true，否则返回 false
         */
        @Override
        protected boolean isHeldExclusively() {
            return getState() == 1; // 状态为 1，表示当前线程独占持有锁
        }
    }

    private final Sync sync = new Sync();

    /**
     * 获取互斥锁
     */
    public void lock() {
        sync.acquire(1); // 获取锁，如果锁已被持有，则当前线程进入阻塞状态
    }

    /**
     * 释放互斥锁
     */
    public void unlock() {
        sync.release(1); // 释放锁
    }

    /**
     * 判断互斥锁是否被独占持有
     *
     * @return 如果锁被独占持有返回 true，否则返回 false
     */
    public boolean isLocked() {
        return sync.isHeldExclusively();
    }
}

这是一个使用内部类和 AQS 实现的互斥锁（Mutex）类。

• tryAcquire：尝试获取资源。如果当前状态为0（未锁定），那么设置为1（锁定），并设 置当前线程为独占资源的线程。
• tryRelease：尝试释放资源。设置状态为0并清除持有资源的线程。
• isHeldExclusively：判断当前资源是否被独占。