JAVA并发编程AQS原理剖析

简介: 很多小朋友面试时候,面试官考察并发编程部分,都会被问:说一下AQS原理。面对并发编程基础和面试经验,专栏采用通俗简洁无废话无八股文方式,已陆续梳理分享了《一文看懂全部锁机制》、《JUC包之CAS原理》、《volatile核心原理》、《synchronized全能王的原理》,希望可以帮到大家巩固相关核心技术原理。今天我们聊聊AQS....

很多小朋友面试时候,面试官考察并发编程部分,都会被问:说一下AQS原理。面对并发编程基础和面试经验,专栏采用通俗简洁无废话无八股文方式,已陆续梳理分享了《一文看懂全部锁机制》《JUC包之CAS原理》《volatile核心原理》《synchronized全能王的原理》,希望可以帮到大家巩固相关核心技术原理。今天我们聊聊AQS....

一、AQS是什么,有什么用

     AQS全称是:AbstractQueuedSynchronizer,队列同步器。这个类在JUC包java.util.concurrent.locks下面。


一句话总结:AQS是FIFO先进先出双向队列,队列里存的是线程Thread。


      说到双向链表,这回大家就不陌生了。通过head、tail节点来记录队列的头和尾。每个Node节点都有next、pre来串联前后节点组成双向链表。

         AQS同步队列,就是通过在FIFO队列里存储线程的状态,实现类只需要extend abstractQueuedSynchronizer,并实现里面的方法,就可以自定义自己同步机制。为什么面试官喜欢问AQS,因为AQS队列同步器在JUC包里应用太广泛了,你所熟悉的ReentrantLock、Semaphore信号量、FutureTask,CountDownLatch,你翻一番源码,都是extend abstractQueuedSynchronizer去实现的。等你说完AQS原理,就可以继续问它的实现...面试官考察套路太深。


一句话总结:AQS可以用来实现线程同步机制。在JUC包里有广泛应用。可以说AQS就是JUC的灵魂。


二、AQS的原理

    我们直接看源码说原理,AQS队列同步器核心三个变量:head节点、tail节点、state状态码。



核心原理:队列中的每个节点对应一个线程。线程通过判断state字段进行抢占资源,如果获取资源成功,则把当前线程设置为有效工作线程,并且修改state值。其他竞争失败线程,就阻塞进入FIFO队列,等待持有锁线程按顺序唤醒。


这个原理,不同锁实现会有些区别,具体AQS原理等我们在ReentrantLock,semaphore信号量,FutureTask专文再详细分析。

2.1 AQS Node节点分析

   AQS核心原理说过,AQS只有三个核心变量:head节点、tail节点、int state变量。state已经说过是volatile修饰,多线程入队前竞争锁的共享资源。队列里的Node,我们重点说说。先看源码截图,只看核心几个变量:

        首先看看Node类型字段的有:excusive,share,next,pre,nextWaiter。


exclusive:表示独占锁,只有一个线程可以获得锁。也就是我们在《一文看懂全部锁机制》说过独享锁、排它锁。比如ReentrantLock里面就是独占锁。FIFO里面的每个Node 都是exclusive 节点。


share:共享锁,多个线程可以共享锁。ReentrantReadWriteLock里面的read锁就是共享锁。


pre和 next 就是表示当前Node节点前、后节点引用。 thread: 就是对应线程引用。


waitSatus: 就是当前线程节点等待状态,0就是默认值。它的值有:

      CANCELLED:节点在等待过程被打断或超时,被标记为取消状态。

      SIGNAL:线程等待被唤醒。

      CONDITION:在条件队列中等待。

     PROPAGATE: 释放共享锁时,如果头结点的状态是PROPAGATE状态,就广播我释放锁了,等待锁的线程,都可以去尝试获取锁。


AQS因为不涉及具体实现,简单说这么多,下一篇,我们将分享具体AQS实现的庖丁解牛。比如ReentrantLock,信号量。

相关文章
|
2月前
|
IDE Java 编译器
java编程最基础学习
Java入门需掌握:环境搭建、基础语法、面向对象、数组集合与异常处理。通过实践编写简单程序,逐步深入学习,打牢编程基础。
233 1
|
2月前
|
Java
如何在Java中进行多线程编程
Java多线程编程常用方式包括:继承Thread类、实现Runnable接口、Callable接口(可返回结果)及使用线程池。推荐线程池以提升性能,避免频繁创建线程。结合同步与通信机制,可有效管理并发任务。
178 6
|
3月前
|
SQL Java 数据库
2025 年 Java 从零基础小白到编程高手的详细学习路线攻略
2025年Java学习路线涵盖基础语法、面向对象、数据库、JavaWeb、Spring全家桶、分布式、云原生与高并发技术,结合实战项目与源码分析,助力零基础学员系统掌握Java开发技能,从入门到精通,全面提升竞争力,顺利进阶编程高手。
719 1
|
2月前
|
安全 前端开发 Java
从反射到方法句柄:深入探索Java动态编程的终极解决方案
从反射到方法句柄,Java 动态编程不断演进。方法句柄以强类型、低开销、易优化的特性,解决反射性能差、类型弱、安全性低等问题,结合 `invokedynamic` 成为支撑 Lambda 与动态语言的终极方案。
168 0
|
3月前
|
Java 开发者
Java并发编程:CountDownLatch实战解析
Java并发编程:CountDownLatch实战解析
471 100
|
6月前
|
Java 数据库连接 API
2025 更新必看:Java 编程基础入门级超级完整版指南
本教程为2025更新版Java编程基础入门指南,涵盖开发环境搭建(SDKMAN!管理JDK、VS Code配置)、Java 17+新特性(文本块、Switch表达式增强、Record类)、面向对象编程(接口默认方法、抽象类与模板方法)、集合框架深度应用(Stream API高级操作、并发集合)、模式匹配与密封类等。还包括学生成绩管理系统实战项目,涉及Maven构建、Lombok简化代码、JDBC数据库操作及JavaFX界面开发。同时提供JUnit测试、日志框架使用技巧及进阶学习资源推荐,助你掌握Java核心技术并迈向高级开发。
781 5
|
监控 安全 Java
Java中的多线程编程:从入门到实践####
本文将深入浅出地探讨Java多线程编程的核心概念、应用场景及实践技巧。不同于传统的摘要形式,本文将以一个简短的代码示例作为开篇,直接展示多线程的魅力,随后再详细解析其背后的原理与实现方式,旨在帮助读者快速理解并掌握Java多线程编程的基本技能。 ```java // 简单的多线程示例:创建两个线程,分别打印不同的消息 public class SimpleMultithreading { public static void main(String[] args) { Thread thread1 = new Thread(() -> System.out.prin
|
安全 Java 调度
Java中的多线程编程入门
【10月更文挑战第29天】在Java的世界中,多线程就像是一场精心编排的交响乐。每个线程都是乐团中的一个乐手,他们各自演奏着自己的部分,却又和谐地共同完成整场演出。本文将带你走进Java多线程的世界,让你从零基础到能够编写基本的多线程程序。
139 1
|
Java 数据处理 开发者
Java多线程编程的艺术:从入门到精通####
【10月更文挑战第21天】 本文将深入探讨Java多线程编程的核心概念,通过生动实例和实用技巧,引导读者从基础认知迈向高效并发编程的殿堂。我们将一起揭开线程管理的神秘面纱,掌握同步机制的精髓,并学习如何在实际项目中灵活运用这些知识,以提升应用性能与响应速度。 ####
153 3
Java中的多线程编程:从入门到精通
本文将带你深入了解Java中的多线程编程。我们将从基础概念开始,逐步深入探讨线程的创建、启动、同步和通信等关键知识点。通过阅读本文,你将能够掌握Java多线程编程的基本技能,为进一步学习和应用打下坚实的基础。

热门文章

最新文章