????AQS: AbstractQueuedSynchronizer的簡(jiǎn)稱，在jdk中纯续，我們可以發(fā)現(xiàn)随珠，這是一個(gè)抽象類，需要我們實(shí)現(xiàn)tryAcquire和tryRelease方法猬错。是我們可以自己實(shí)現(xiàn)鎖的一種方式窗看。
1.使用方法
- 自定義Sync類，繼承自AbstractQueuedSynchronizer,實(shí)現(xiàn)其tryAcquire()和tryRelease()方法倦炒。
- 自定義MyLock類显沈，繼承自Lock，實(shí)現(xiàn)其相應(yīng)的方法，重要的是lock與unLock方法拉讯，在這兩個(gè)方法中涤浇，分別調(diào)用Sync.acquire()與Sync.release方法。在AQS類內(nèi)部,acquire會(huì)調(diào)用tryAcquire魔慷，release會(huì)調(diào)用tryRelease方法只锭。
- 在需要鎖的地方，使用MyLock.lock及MyLock.unLock來實(shí)現(xiàn)鎖的添加和消除院尔。而Sync類蜻展，則做為MyLock的內(nèi)部類來調(diào)用，不被外界使用
2.原理
????以下我們會(huì)以ReentrantLock為例來講解召边，先看AbstractQueueSynchronizer類：
AbstractQueuedSynchronizer.java
private transient volatile AbstractQueuedSynchronizer.Node head;
private transient volatile AbstractQueuedSynchronizer.Node tail;
private volatile int state;
protected final int getState() {
return this.state;
}
protected final void setState(int var1) {
this.state = var1;
}
protected final boolean compareAndSetState(int var1, int var2) {
return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, var1, var2);
}
????通過上述代碼铺呵，需要注意關(guān)鍵的點(diǎn)：變量state及方法compareAndSetState,通過這兩個(gè)定義，我們可以推出隧熙，AQS內(nèi)部鎖機(jī)制片挂，實(shí)際還是通過CAS機(jī)制來進(jìn)行的。
我們查看ReentrantLock.FairSync的代碼
FairSync extends ReentrantLock.Sync
protected final boolean tryAcquire(int var1) {
Thread var2 = Thread.currentThread();
int var3 = this.getState();
if (var3 == 0) {
if (!this.hasQueuedPredecessors() && this.compareAndSetState(0, var1)) {
this.setExclusiveOwnerThread(var2);
return true;
}
} else if (var2 == this.getExclusiveOwnerThread()) {
int var4 = var3 + var1;
if (var4 < 0) {
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
}
this.setState(var4);
return true;
}
return false;
}
通過代碼可以看出贞盯，在ReentrantLock中音念，其lock的實(shí)現(xiàn)，就是用到了AbstractQueuedSynchronizer提供的compareAndSetState,即CAS的原理躏敢。所以在理解AQS的時(shí)候闷愤，一定要知道其內(nèi)部state的作用。
3.AQS的隊(duì)列(CLH隊(duì)列)
對(duì)于已獲得鎖的線程可以去執(zhí)行了件余，但對(duì)于未獲得鎖的線程如何處理呢讥脐，這就要用到AQS中的Q了，從上面的代碼中啼器，我們可以看到 ** AbstractQueuedSynchronizer.Node**旬渠，這就是AQS中保存的隊(duì)列，申請(qǐng)所失敗的線程端壳，會(huì)加到隊(duì)列當(dāng)中告丢，并且從代碼中可以看出，隊(duì)列中的結(jié)點(diǎn)會(huì)保存自己的前驅(qū)及后驅(qū)節(jié)點(diǎn)损谦。
AbstractQueueSynchronizer.java
public final void acquire(int var1) {
if (!this.tryAcquire(var1) && this.acquireQueued(this.addWaiter(AbstractQueuedSynchronizer.Node.EXCLUSIVE), var1)) {
selfInterrupt();
}
}
final boolean acquireQueued(AbstractQueuedSynchronizer.Node var1, int var2) {
boolean var3 = true;
try {
boolean var4 = false;
while(true) {
AbstractQueuedSynchronizer.Node var5 = var1.predecessor();
if (var5 == this.head && this.tryAcquire(var2)) {
this.setHead(var1);
var5.next = null;
var3 = false;
boolean var6 = var4;
return var6;
}
if (shouldParkAfterFailedAcquire(var5, var1) && this.parkAndCheckInterrupt()) {
var4 = true;
}
}
} finally {
if (var3) {
this.cancelAcquire(var1);
}
}
}
在tryAcquire()拿鎖時(shí)岖免，如果失敗了，會(huì)調(diào)用acquireQueued方法照捡，將線程添加到隊(duì)列中颅湘。
(在有的資料中，說Node添加到隊(duì)列后栗精，會(huì)進(jìn)行自旋栅炒，檢查自己的上一節(jié)點(diǎn)是否已釋放鎖，但檢查幾次后，就會(huì)停止檢查赢赊，這個(gè)我還有點(diǎn)沒明白，后續(xù)補(bǔ)充一下)
4.公平鎖與非公平鎖
????在使用ReentrantLock時(shí)级历，其構(gòu)造方法中可以傳入一個(gè)boolean類型數(shù)據(jù)释移，來表明是否為公平鎖，那什么是公平鎖與非公平鎖
公平鎖：多線程按照申請(qǐng)鎖的順序來獲取鎖寥殖，不會(huì)出現(xiàn)爭(zhēng)搶的情況玩讳。
非公平鎖：多線程不會(huì)按照順序獲取鎖，會(huì)先嘗試去爭(zhēng)搶鎖嚼贡，有可能后申請(qǐng)的線程比先申請(qǐng)的線程先搶到鎖熏纯，在高并發(fā)情況下，可能會(huì)造成優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)和饑餓的現(xiàn)象粤策。
ReentrantLock默認(rèn)為非公平鎖樟澜，也可指定boolean值，改為公平鎖叮盘，具體公平與非公平的實(shí)現(xiàn)秩贰，還要比較其NonfairSync與FairSync的實(shí)現(xiàn)
static final class FairSync extends ReentrantLock.Sync {
protected final boolean tryAcquire(int var1) {
Thread var2 = Thread.currentThread();
int var3 = this.getState();
if (var3 == 0) {
if (!this.hasQueuedPredecessors() && this.compareAndSetState(0, var1)) {
this.setExclusiveOwnerThread(var2);
return true;
}
} else if (var2 == this.getExclusiveOwnerThread()) {
int var4 = var3 + var1;
if (var4 < 0) {
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
}
this.setState(var4);
return true;
}
return false;
}
}
static final class NonfairSync extends ReentrantLock.Sync {
final void lock() {
if (this.compareAndSetState(0, 1)) {
this.setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
} else {
this.acquire(1);
}
}
protected final boolean tryAcquire(int var1) {
return this.nonfairTryAcquire(var1);
}
}
比較其tryAquire方法后，兩者最大的區(qū)別在于!this.hasQueuedPredecessors()柔吼，在公平鎖中毒费，調(diào)用了此方法，而在非公平鎖中愈魏，則沒有觅玻。在此方法中，會(huì)判斷線程的前驅(qū)結(jié)點(diǎn)線程是否在隊(duì)列前面培漏，如果是溪厘，就去嘗試獲取鎖，達(dá)到隊(duì)列前面的線程能優(yōu)先獲取鎖北苟，從而實(shí)現(xiàn)公平鎖桩匪。而在非公平鎖中，則不會(huì)檢查此項(xiàng)友鼻，每個(gè)結(jié)點(diǎn)都會(huì)嘗試拿鎖傻昙，但最后不一定是最先入隊(duì)的拿到鎖。
5.可重入鎖
????廣義上的可重入鎖指的是可重復(fù)可遞歸調(diào)用的鎖彩扔，在外層使用鎖之后妆档，在內(nèi)層仍然可以使用，并且不發(fā)生死鎖（前提得是同一個(gè)對(duì)象或者class）虫碉，這樣的鎖就叫做可重入鎖贾惦。我們所知的ReentransLock和Synchronized.看源碼，了解ReentransLock如何實(shí)現(xiàn)可重入的：
FairSync.java
protected final boolean tryAcquire(int var1) {
Thread var2 = Thread.currentThread();
int var3 = this.getState();
if (var3 == 0) {
if (!this.hasQueuedPredecessors() && this.compareAndSetState(0, var1)) {
this.setExclusiveOwnerThread(var2);
return true;
}
//可重入機(jī)制的關(guān)鍵
} else if (var2 == this.getExclusiveOwnerThread()) {
int var4 = var3 + var1;
if (var4 < 0) {
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
}
this.setState(var4);
return true;
}
return false;
}
關(guān)鍵代碼：var2 == this.getExclusiveOwnerThread(),通過上面，我們知道须板，在AQS中碰镜，通過state字段是否為0來進(jìn)行CAS操作的，如果當(dāng)前線程存在遞歸习瑰，第一次獲取鎖之后绪颖，state的值必然會(huì)變?yōu)榱?，但遞歸仍在此線程中甜奄，就會(huì)再進(jìn)行到此處加鎖的代碼柠横，此時(shí)如果再進(jìn)行CAS操作，就必然是拿鎖失敗课兄，則會(huì)走到上面標(biāo)粗的關(guān)鍵代碼上牍氛，此時(shí)我們只要判斷當(dāng)前線程是之前拿到鎖的線程，則讓state++烟阐，接著往下處理即可搬俊。否則，會(huì)出現(xiàn)死鎖的現(xiàn)象曲饱。
