多线程之AQS独占锁

基础概念

首先引用一下AbstractQueuedSynchronizer在官方文档中的内容，我感觉直译过来的可能还是蛮清晰，但从某些方面来讲可能也是不讲人话

提供一个框架，用于实现依赖先进先出（FIFO——“first insert first out”）等待队列的阻塞锁和相关同步器（信号量，事件等）。该类被设计为大多数类型的同步器的有用依据，这些同步器依赖于单个原子int值来表示状态。子类必须定义改变此状态的受保护方法，以及根据该对象被获取或释放来定义该状态的含义。给定这些，这个类中的其他方法执行所有排队和阻塞机制。子类可以保持其他状态字段，但只以原子方式更新int使用方法操纵值getState() ， setState(int)和compareAndSetState(int, int)被跟踪相对于同步。

子类应定义为非公共内部助手类，用于实现其封闭类的同步属性。 AbstractQueuedSynchronizer类不实现任何同步接口。 相反，它定义了一些方法，如acquireInterruptibly(int) ，可以通过具体的锁和相关同步器来调用适当履行其公共方法。

此类支持默认独占模式和共享模式。 当以独占模式获取时，尝试通过其他线程获取不能成功。 多线程获取的共享模式可能（但不需要）成功。 除了在机械意义上，这个类不理解这些差异，当共享模式获取成功时，下一个等待线程（如果存在）也必须确定它是否也可以获取。 在不同模式下等待的线程共享相同的FIFO队列。 通常，实现子类只支持这些模式之一，但是两者都可以在ReadWriteLock中。 仅支持独占或仅共享模式的子类不需要定义支持未使用模式的方法。

这个类定义的嵌套AbstractQueuedSynchronizer.ConditionObject可用于作为一类Condition由子类支持独占模式用于该方法的实施isHeldExclusively()份报告是否同步排他相对于保持在当前线程，方法release(int)与当前调用getState()值完全释放此目的，和acquire(int) ，给定此保存的状态值，最终将此对象恢复到其先前获取的状态。 AbstractQueuedSynchronizer方法将创建此类条件，因此如果不能满足此约束，请勿使用该约束。 AbstractQueuedSynchronizer.ConditionObject的行为当然取决于其同步器实现的语义。

该类为内部队列提供检查，检测和监控方法，以及条件对象的类似方法。 这些可以根据需要导出到类中，使用AbstractQueuedSynchronizer进行同步机制。

此类的序列化仅存储底层原子整数维持状态，因此反序列化对象具有空线程队列。 需要可序列化的典型子类将定义一个readObject方法，可以将其恢复为readObject时的已知初始状态。

• 用法使用这个类用作同步的基础上，重新定义以下方法，如适用，通过检查和/或修改使用所述同步状态getState() ，setState(int)和/或compareAndSetState(int, int)` ：

• tryAcquire(int)独占式获取同步状态，试着获取，成功返回true，反之为false
• tryRelease(int)独占式释放同步状态，等待中的其他线程此时将有机会获取到同步状态；
• tryAcquireShared(int)共享式获取同步状态，返回值大于等于0，代表获取成功；反之获取失败；
• tryReleaseShared(int)共享式释放同步状态，成功为true，失败为false
• isHeldExclusively()是否在独占模式下被线程占用

AQS独占锁，共享锁，实现原理

talkingdata面试真题，这都tm什么问题，就不能来点简单的吗

细看一下，这问题也不难，源码之下无秘密

如下信息为node内部类

static final class Node {
    //共享模式
    static final Node SHARED = new Node();
    //独占模式
    static final Node EXCLUSIVE = null;
    //标识线程已处于结束状态
    static final int CANCELLED =  1;
    //等待被唤醒状态
    static final int SIGNAL    = -1;
    //条件状态，
    static final int CONDITION = -2;
    //在共享模式中使用表示获得的同步状态会被传播
    static final int PROPAGATE = -3;
    //等待状态,存在CANCELLED、SIGNAL、CONDITION、PROPAGATE 4种
    volatile int waitStatus;
    //同步队列中前驱结点
    volatile Node prev;
    //同步队列中后继结点
    volatile Node next;
    //请求锁的线程
    volatile Thread thread;
    //等待队列中的后继结点，这个与Condition有关，稍后会分析
    Node nextWaiter;
    //判断是否为共享模式
    final boolean isShared() {
        return nextWaiter == SHARED;
    }
    //获取前驱结点
    final Node predecessor() throws NullPointerException {
        Node p = prev;
        if (p == null)
            throw new NullPointerException();
        else
            return p;
    }
    //.....
}

其中SHARED和EXCLUSIVE常量分别代表共享模式和独占模式，所谓共享模式是一个锁允许多条线程同时操作，如信号量Semaphore采用的就是基于AQS的共享模式实现的，而独占模式则是同一个时间段只能有一个线程对共享资源进行操作，多余的请求线程需要排队等待，如ReentranLock。变量waitStatus则表示当前被封装成Node结点的等待状态，共有4种取值CANCELLED、SIGNAL、CONDITION、PROPAGATE

实现类，按照独占和共享分别举例

以ReentrantLock为例，state初始化为0，表示未锁定状态。A线程lock时，会调用tryAcquire独占该锁并将state+1。此后，其他线程再tryAcquire时就会失败，直到A线程unlock到state=0（即释放锁）为止，其它线程才有机会获取该锁。当然，释放锁之前，A线程自己是可以重复获取此锁的（state会累加），这就是可重入的概念。但要注意，获取多少次就要释放多么次，这样才能保证state是能回到零态的。

再以CountDownLatch以例，任务分为N个子线程去执行，state也初始化为N（注意N要与线程个数一致）。这N个子线程是并行执行的，每个子线程执行完后countDown一次，state会CAS减1。等到所有子线程都执行完后(即state=0)，会unpark主调用线程，然后主调用线程就会从await函数返回，继续后余动作。

一般来说，自定义同步器要么是独占方法，要么是共享方式，他们也只需实现tryAcquire-tryRelease、tryAcquireShared-tryReleaseShared中的一种即可。但AQS也支持自定义同步器同时实现独占和共享两种方式，如ReentrantReadWriteLock。