介绍 AQS

AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是 Java 并发包中，实现各种同步组件的基础。比如

• 各种锁：ReentrantLock、ReadWriteLock、StampedLock
• 各种线程同步工具类：CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore
• 线程池中的 Worker

Lock 接口的实现基本都是通过聚合了一个 AQS 的子类来完成线程访问控制的。

Doug Lea 曾经介绍过 AQS 的设计初衷。从原理上，一种同步组件往往是可以利用其他的组件实现的，例如可以使用 Semaphore 实现互斥锁。但是，对某种同步组件的倾向，会导致复杂、晦涩的实现逻辑，所以，他选择了将基础的同步相关操作抽象在 AbstractQueuedSynchronizer 中，利用 AQS 为我们构建同步组件提供了范本。

如何使用 AQS

利用 AQS 实现一个同步组件，我们至少要实现两类基本的方法，分别是：

• 获取资源，需要实现 tryAcquire(int arg) 方法
• 释放资源，需要实现 tryRelease(int arg) 方法

如果需要共享式获取 / 释放资源，需要实现对应的 tryAcquireShared(int arg)、tryReleaseShared(int arg)

AQS 使用的是模板方法设计模式。AQS 方法的修饰符很有规律，其中，使用 protected 修饰的方法为抽象方法，通常需要子类去实现，从而实现不同的同步组件；使用 public 修饰的方法基本可以认为是模板方法，不建议子类直接覆盖。

通过调用 AQS 的 acquire(int arg) 方法可以获取资源，该方法会调用 protected 修饰的 tryAcquire(int arg) 方法，因此我们需要在 AQS 的子类中实现 tryAcquire(int arg)，tryAcquire(int arg) 方法的作用是：获取资源。

当前线程获取资源并执行了相应逻辑之后，就需要释放资源，使得后续节点能够继续获取资源。通过调用 AQS 的 release(int arg) 方法可以释放资源，该方法会调用 protected 修饰的 tryRelease(int arg) 方法，因此我们需要在 AQS 的子类中实现 tryRelease(int arg)，tryRelease(int arg) 方法的作用是：释放资源。

AQS 的实现原理

从实现角度分析 AQS 是如何完成线程访问控制。

AQS 的实现原理可以从 同步阻塞队列、获取资源时的执行流程、释放资源时的执行流程 这 3 个方面介绍。

同步阻塞队列

AQS 依赖内部的同步阻塞队列（一个 FIFO 双向队列）来完成资源的管理。

同步阻塞队列的工作机制：

• 节点：同步阻塞队列中的节点（Node）用来保存获取资源失败的线程引用、等待状态以及前驱和后继节点，没有成功获取资源的线程将会成为节点加入同步阻塞队列的尾部，同时会阻塞当前线程（Java 线程处于 WAITING 状态，释放 CPU 的使用权）。
• 首节点：同步阻塞队列遵循 FIFO（先进先出），首节点是获取资源成功的节点，首节点的线程在释放资源时，将会唤醒后继节点，使其再次尝试获取资源，而后继节点将会在获取资源成功时将自己设置为首节点。

				
	
	

		
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