同步器aqs框架源碼

㈠ AQS源碼解析（6）acquireInterruptibly

reentrantlock中有lockInterruptibly函數，表示可響應中斷，之前講的lock是不會響應中斷的：

lockInterruptibly核心函數：

doAcquireInterruptibly：

㈡ 多線程-AQS總結

一個排他鎖ReentrantLock，一個ReenTrantReadWriteLock，3個同步器分別是CountDownLatch、Semaphore、CyclicBarrier(內部直接使用ReentrantLock，其他都有一個內部類Sync extends AQS)

如上圖Node節點，下面解析一下屬性

其中waitStatus是個枚舉

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例如現在有3個線程A、B、C按順序獲取鎖，並且A線程一直佔用鎖

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例如現在有6個線程A(讀)、B(讀)、C(寫)、D(讀)、E(讀)、F(寫)按順序獲取鎖

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例如，主線程A創建CountDownLatch(2)，創建2條線程的線程池，線程B、C

例如,主線程A創建CyclicBarrier(2,屏障點方法),創建2條線程的線程池，線程B、C

例如，線程A創建Semaphore(2)，創建3條線程的線程池，線程B、C、D

參考地址: https://blog.csdn.net/wangnanwlw/article/details/109509685?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-OPENSEARCH-1.not_use_machine_learn_pai&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-OPENSEARCH-1.not_use_machine_learn_pai

㈢ AQS研究系列(一)--Unsafe使用

為了研究AQS,我們先來學習下java中cas(Compare And Swap)的基礎Unsafe類的使用

Unsafe產生於java無法向c那樣操作底層操作系統,但一些場景又需要相關操作.所以此類提供了一些java語言對於操作系統內存層面操作的API.這顯然被認為是不安全的,所以此類是不公開的,不建議被java應用直接使用.
但現實中已經有大量的java並發相關操作的框架在使用它了....據說此類在計劃廢棄中.

Unsafe能操作內存?這個是什麼概念?都有哪些操作呢?

其實最明顯的是它大量方法都是直接操作內存地址進行操作的.方法可以分為下面幾類:

我們可以使用LockSupport類進行操作

a. LockSupport.park()對應Unsafe的Unsafe.park(false, 0L)------>給當前所在線程加鎖,第一個參數表示true為精度型單位為納秒,false單位毫秒,第二次參數表示等待時間;

b. LockSupport.park.unpark --------->Thread thread對應Unsafe的UNSAFE.unpark(thread)方法(解鎖指定線程)
如果,我們直接使用Unsafe,是這樣子的:

我們還可以通過Unsafe類獲取對象的屬性值.因為Unsafe類是直接操作內存的,所以需要我們獲得對應的屬性內存地址,如下操作:

如下操作,通過unsafe類實現cas原子操作.

好了,上面就是unsafe的基本幾種使用,其也是aqs框架中cas操作的基礎.下面我們進行aqs相關學習.

AQS研究系列(二)--線程狀態和interrupt()、interrupted()、isInterrupted等方法學習
AQS研究系列(三)--AbstractQueuedSynchronizer源碼分析

㈣ aqs原理是什麼

aqs原理：

是一個用於構建鎖和同步器的框架，它能降低構建鎖和同步器的工作量，還可以避免處理多個位置上發生的競爭問題，在基於AQS構建的同步器中，只可能在一個時刻發生阻塞，從而降低上下文切換的開銷，並提高吞吐量。

相關信息：

AQS內部實現了兩個隊列，一個同步隊列，一個條件隊列。

同步隊列的作用是：當線程獲取資源失敗之後，就進入同步隊列的尾部保持自旋等待，不斷判斷自己是否是鏈表的頭節點，如果是頭節點，就不斷參試獲取資源，獲取成功後則退出同步隊列。

條件隊列是為Lock實現的一個基礎同步器，並且一個線程可能會有多個條件隊列，只有在使用了Condition才會存在條件隊列。

㈤ J.U.C|同步隊列（CLH）

在上篇我們聊到AQS的原理，具體參見 《J.U.C|帶你走進AQS的內心世界》 。

這篇我們來給大家聊聊AQS中核心同步隊列（CLH）。

同步隊列

一個FIFO雙向隊列，隊列中每個節點等待前驅節點釋放共享狀態（鎖）被喚醒就可以了。

AQS如何使用它？

AQS依賴它來完成同步狀態的管理，當前線程如果獲取同步狀態失敗時，AQS則會將當前線程已經等待狀態等信息構造成一個節點（Node）並將其加入到CLH同步隊列，同時會阻塞當前線程，當同步狀態釋放時，會把首節點喚醒（公平鎖），使其再次嘗試獲取同步狀態。

Node節點面貌？

CLH同步隊列的結構圖

這里是基於CAS（保證線程的安全）來設置尾節點的。

如上圖了解了同步隊列的結構， 我們在分析其入列操作在簡單不過。無非就是將tail（使用CAS保證原子操作）指向新節點，新節點的prev指向隊列中最後一節點（舊的tail節點），原隊列中最後一節點的next節點指向新節點以此來建立聯系，來張圖幫助大家理解。

源碼
源碼我們可以通過AQS中的以下兩個方法來了解下
addWaiter方法

先通過addWaiter(Node node)方法嘗試快速將該節點設置尾成尾節點，設置失敗走enq(final Node node)方法

enq

通過「自旋」也就是死循環的方式來保證該節點能順利的加入到隊列尾部，只有加入成功才會退出循環，否則會一直循序直到成功。

上述兩個方法都是通過compareAndSetHead(new Node())方法來設置尾節點，以保證節點的添加的原子性（保證節點的添加的線程安全。）

同步隊列（CLH）遵循FIFO，首節點是獲取同步狀態的節點，首節點的線程釋放同步狀態後，將會喚醒它的後繼節點（next），而後繼節點將會在獲取同步狀態成功時將自己設置為首節點，這個過程非常簡單。如下圖

設置首節點是通過獲取同步狀態成功的線程來完成的（獲取同步狀態是通過CAS來完成），只能有一個線程能夠獲取到同步狀態，因此設置頭節點的操作並不需要CAS來保證，只需要將首節點設置為其原首節點的後繼節點並斷開原首節點的next（等待GC回收）應用即可。

聊完後我們來總一下，同步隊列就是一個FIFO雙向對隊列，其每個節點包含獲取同步狀態失敗的線程應用、等待狀態、前驅節點、後繼節點、節點的屬性類型以及名稱描述。

其入列操作也就是利用CAS(保證線程安全)來設置尾節點，出列就很簡單了直接將head指向新頭節點並斷開老頭節點聯系就可以了。