AQS：解开并发锁的神秘面纱，带你探索锁的奥秘
2024-01-12 11:12:07
AQS：并发安全的幕后推手
在并发编程的纷繁世界中，锁宛若一座桥梁，架起多线程通往共享资源的道路。AQS（AbstractQueuedSynchronizer）就是这把守护并发安全的钥匙，为我们提供了一个统一的锁框架，轻松构建各种锁机制。
ReentrantLock：锁的运作原理
ReentrantLock是Java中一款广受欢迎的锁实现，允许同一个线程多次获取同一把锁。为了深入理解AQS的实现原理，让我们以ReentrantLock为例一探究竟。
**1. ** lock方法：叩响锁之门
当线程欲获取锁时，便会调用ReentrantLock的lock方法。此方法成为获取锁之行的起点，它将任务交由sync对象处理。
2. Sync：锁实现的核心
Sync是AQS的一个内部类，掌管锁的实现。它汇集了获取锁、释放锁、等待线程和唤醒线程等方法。
3. 公平锁与非公平锁：锁的两种性格
锁有两种迥异的性格：公平锁和非公平锁。前者秉持先到先得的原则，而后者则无此限制。ReentrantLock支持这两种锁的实现，默认采用非公平锁。
4. CLH队列与MCS队列：排队等待的队列
当线程无法立即获取锁时，它们将被送入队列中耐心等待。AQS提供了两种队列实现：CLH队列和MCS队列。CLH队列采用链表实现，而MCS队列则使用栈实现。
AQS的实现原理：锁的神秘面纱
AQS的实现原理基于CLH队列和MCS队列。当线程试图获取锁时，它会首先尝试使用CAS（Compare And Swap）操作直接获取锁。若CAS操作得手，则表示线程已成功夺得锁的芳心。然而，若CAS操作失利，表明锁已被他人占据，该线程便会被安排到CLH队列或MCS队列中静候佳音。
当锁被释放时，AQS会唤醒队列中的第一个线程，使它再次尝试获取锁。此过程周而复始，直至所有等待的线程均获取到锁为止。
总结：锁的秘密与并发编程的艺术
AQS的实现原理揭示了锁的秘密，也让我们对并发编程有了更深刻的领悟。锁是并发编程中的重中之重，它能控制对共享资源的访问，防止数据混乱。在实际开发中，我们需要根据具体场景选择合适的锁机制，以确保程序的并发安全和性能。
常见问题解答
1. AQS和ReentrantLock有何关联？
ReentrantLock是AQS的一个锁实现，它允许同一个线程多次获取同一把锁。
2. 公平锁和非公平锁有什么区别？
公平锁按照先来先得的原则分配锁，而非公平锁则不保证这一点。
3. CLH队列和MCS队列有什么区别？
CLH队列使用链表实现，而MCS队列使用栈实现。
4. AQS如何处理线程等待？
AQS将等待的线程放入CLH队列或MCS队列中，当锁被释放时，它会唤醒队列中的第一个线程。
5. 如何在Java中使用AQS？
可以通过扩展AQS或使用ReentrantLock等AQS实现来使用AQS。
附录：Java代码示例
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class AQSExample {
private static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public static void main(String[] args) {
// 获取锁
lock.lock();
// 临界区代码
// 释放锁
lock.unlock();
}
}
