2019獨角獸企業重金招聘Python工程師標準>>>

一 前言　　

　　雖然已經有很多前輩已經分析過AbstractQueuedSynchronizer（簡稱AQS，也叫隊列同步器）類，但是感覺那些點始終是別人的，看一遍甚至幾遍終不會印象深刻。所以還是記錄下來印象更深刻，還能和大家一起探討（這就是重復造輪子的好處，另外也主要是這篇篇幅太長了，猶豫了好久才決定寫作）。既然有很多前輩都分析過這個類說明它是多么的重要，下面我們看下concurrent包的實現示意圖就清楚AQS的所占有的地位了。

?

二 什么是AQS

　　AbstractQueuedSynchronizer，中文簡稱隊列同步器，英文簡稱AQS。它是用來構建鎖或者其他同步組件的基礎框架，它使用了一個int成員變量表示同步狀態，通過內置的FIFO隊列來完成資源獲取線程的排隊工作。從上面圖可以看出AQS是實現鎖或任意同步組件的關鍵，通過繼承同步器并實現它的抽象方法來管理同步狀態等。

在此我向大家推薦一個架構學習交流群。交流學習群號：478030634 ?里面會分享一些資深架構師錄制的視頻錄像：有Spring，MyBatis，Netty源碼分析，高并發、高性能、分布式、微服務架構的原理，JVM性能優化、分布式架構等這些成為架構師必備的知識體系。還能領取免費的學習資源，目前受益良多

三 AQS的內部結構

　　個人習慣喜歡先看其內部結構，因為內部結果是一個類實現的核心。經過分析得知：AQS類底層的數據結構是使用雙向鏈表，包括head結點和tail結點，head結點主要用作后續的調度。另外還包含一個單向鏈表，只有當使用Condition時，才會存在此單向鏈表。并且可能會有多個Condition 鏈表（其中鏈表是隊列的一種具體表現，所以也可稱作隊列）。如下圖：

?

四 內部結構源碼解析

3.1 類的繼承關系

　　

　　1、說明它是一個抽象類，就說明它可能存在抽象方法需要子類去重寫實現（具體有哪些方法需要重寫后續會說明）。

　　2、它還繼承了AbstractOwnableSynchronizer(簡稱AOS)類可以設置獨占資源線程和獲取獨占資源線程（獨占鎖會涉及到，AOS的源碼自己可以進去看看）。

　　另外建議各位多看看類上的注釋，其實還蠻有作用的。

3.2 類的內部類

?　　先分析內部類中的結構再看AQS是怎么引用它的。下面先看Node.class，主要分析都在注釋上了。

?

/*** Wait queue node class.* 注意看類上的注釋，上面是原注釋的第一行，表示等待隊列節點類（雖然實際上是一個雙向鏈表）。*/ static final class Node {/*** 總共分為兩者模式：共享和獨占*//** 在共享模式中等待的節點 */static final Node SHARED = new Node();/** 在獨占模式中等待的節點 */static final Node EXCLUSIVE = null;/*** 下面幾個表示節點狀態，也就是waitStatus所具有可能的值。*//*** 標記線程處于取消狀態* 節點進入該狀態就不會變化。* /static final int CANCELLED = 1;/*** 標記后繼節點的線程處于等待狀態，需要被取消停放（即被喚醒unpark）。* 變化情況：當當前節點的線程如果釋放了同步狀態或者被取消，將會通知后繼節點，使后繼節點的線程得以運行。*/static final int SIGNAL = -1;/*** 標記線程正在等待條件（Condition）,也就是該節點處于等待隊列中。* 變化情況：當其他線程對Condition調用了signal()方法后，該節點將會從等待隊列中轉移到同步隊列中，加入到同步狀態的獲取中。*/static final int CONDITION = -2;/*** 表示下一次共享式同步狀態獲取將會無條件的被傳播下去。*/static final int PROPAGATE = -3;/*** 節點狀態，包含上面四種狀態（另外還有一種初始化狀態0）* 特別注意：它是volatile關鍵字修飾的，保證對其線程可見性，但是不保證原子性。* 所以更新狀態時，采用CAS方式去更新, 如：compareAndSetWaitStatus*/volatile int waitStatus;/*** 前驅節點，比如當前節點被取消，那就需要前驅節點和后繼節點來完成連接。*/volatile Node prev;/*** 后繼節點。*/volatile Node next;/*** 入隊列時的當前線程。*/volatile Thread thread;/*** 存儲condition隊列中的后繼節點。*/Node nextWaiter;/*** 判斷是否共享模式*/final boolean isShared() {return nextWaiter == SHARED;}/*** 獲取前置節點，如果前置節點為空就拋出異常*/final Node predecessor() throws NullPointerException {Node p = prev;if (p == null)throw new NullPointerException();elsereturn p;}// 省略三個構造函數 }

?

　　總結下：當每個線程被阻塞時都會封裝成一個Node節點，放入隊列中。每個節點都包含了當前節點對應的線程、狀態、前置節點引用、后繼節點引用以及下一個等待者。

　　其中還需要注意的是waitStatus對應的各個狀態代表著什么意思，另外不清楚volatile關鍵字作用的請前去閱讀下。

屬性名稱	描述
int waitStatus	表示節點的狀態。其中包含的狀態有： CANCELLED，值為1，表示當前的線程被取消；節點進入該狀態就不會變化。 SIGNAL，值為-1，表示當前節點的后繼節點包含的線程需要運行，也就是unpark；變化情況：當當前節點的線程如果釋放了同步狀態或者被取消，將會通知后繼節點，使后繼節點的線程得以運行。 CONDITION，值為-2，表示當前節點在等待condition，也就是在condition隊列中；變化情況：當其他線程對Condition調用了signal()方法后，該節點將會從等待隊列中轉移到同步隊列中，加入到同步狀態的獲取中。 PROPAGATE，值為-3，表示當前場景下后續的acquireShared能夠得以執行； 值為0，表示當前節點在sync隊列中，等待著獲取鎖。
Node prev	前驅節點，比如當前節點被取消，那就需要前驅節點和后繼節點來完成連接。
Node next	后繼節點。
Thread thread	入隊列時的當前線程。
Node nextWaiter	存儲condition隊列中的后繼節點。

　　接下來簡單看看ConditionObject的源碼，后續我們會單獨分析下這個類的作用。

?

/*** 實現Condition接口*/ public class ConditionObject implements Condition, java.io.Serializable {private static final long serialVersionUID = 1173984872572414699L;/*** 條件隊列的第一個節點。*/private transient AbstractQueuedSynchronizer.Node firstWaiter;/*** 條件隊列的最后一個節點。*/private transient AbstractQueuedSynchronizer.Node lastWaiter; }

?

　　從中可以看它還是實現了Condition接口，而Condition接口又定義了什么規范呢？自己去看：），你會不會發現有點跟Object中的幾個方法類似呢。

3.3 主要內部成員

?

// 頭結點private transient volatile Node head;// 尾結點private transient volatile Node tail;// 同步狀態private volatile int state;

?

?

五 總結

　　通過上述分析就很清楚其內部結構是什么了吧。總結下：

　　節點(Node)是成為sync隊列和condition隊列構建的基礎，在同步器中就包含了sync隊列（Node雙向鏈表）。同步器擁有三個成員變量：sync隊列的頭結點head、sync隊列的尾節點tail和狀態state。對于鎖的獲取，請求形成節點，將其掛載在尾部，而鎖資源的轉移（釋放再獲取）是從頭部開始向后進行。對于同步器維護的狀態state，多個線程對其的獲取將會產生一個鏈式的結構。

?

大家覺得文章對你還是有一點點幫助的，大家可以點擊下方二維碼進行關注。 《Java爛豬皮》 公眾號聊的不僅僅是Java技術知識，還有面試等干貨，后期還有大量架構干貨。大家一起關注吧！關注爛豬皮，你會了解的更多..............

?

原文：https://www.cnblogs.com/yuanfy008/p/9608666.html

轉載于:https://my.oschina.net/lanzhupi/blog/2046432

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java并发编程：AbstractQueuedSynchronizer的内部结构的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。