独占锁：Java 并发 AQS 的核心机制揭秘

2023-09-30 21:00:03

深入浅出理解 AQS 的独占锁模式

在现代软件开发中，并发编程已成为必不可少的组成部分。Java 作为一门流行的编程语言，提供了丰富的并发支持，其中 AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是一个非常重要的工具。本文将深入探讨 AQS 的独占锁模式，帮助读者理解其运作方式和应用场景。

AQS 基础

AQS 的核心思想是使用队列来管理线程对共享资源的访问。当线程需要获取资源时，它会进入队列并等待前序线程释放资源。AQS 使用一个称为“状态”的内部变量来表示资源的状态。状态可以是不同的值，如 0 表示资源未被锁定，1 表示资源已被锁定。

独占锁

独占锁是一种特殊的同步器，它保证同一时刻只有一个线程可以访问共享资源。独占锁使用 AQS 中的状态变量来实现这一功能。当一个线程需要获取独占锁时，它会尝试将状态变量从 0 更改为 1。如果状态变量已经为 1，则表明资源已被其他线程锁定，当前线程会被阻塞并进入队列等待。

获取独占锁

获取独占锁的过程如下：

线程调用 lock() 方法。
AQS 检查状态变量是否为 0。
如果状态变量为 0，则将状态变量更改为 1，表示资源已被当前线程锁定。
如果状态变量不为 0，则当前线程进入队列并等待。
当队列轮到当前线程时，当前线程将状态变量更改为 1，并获取锁。

释放独占锁

释放独占锁的过程如下：

线程调用 unlock() 方法。
AQS 检查状态变量是否为 1，表示资源已被当前线程锁定。
如果状态变量为 1，则将状态变量更改为 0，表示资源已解锁。
如果状态变量不为 1，则抛出异常，表示当前线程无法释放未锁定的资源。

示例

以下是一个使用独占锁的示例：

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class Example {
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    public void doSomething() {
        try {
            lock.lock(); // 获取独占锁
            // 执行受保护的代码
        } finally {
            lock.unlock(); // 释放独占锁
        }
    }
}