深入浅出分析 AQS 中 acquire() 和 release() 方法的奥秘

2024-02-22 09:07:32

1. AQS 简介

AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是 Java 并发编程中非常重要的一个类，它提供了一套用于构建锁和同步器的数据结构和算法。AQS 的设计思想非常巧妙，它使用了一个队列来管理线程的等待和唤醒，从而实现了公平锁和非公平锁的实现。

2. AQS 的状态

AQS 内部维护了一个名为 state 的整型变量，该变量记录了 AQS 的当前状态。state 的值可以是以下几个常量：

0：表示 AQS 没有被任何线程持有，即未上锁。
1：表示 AQS 被一个线程持有，即已上锁。
2：表示 AQS 处于独占模式，即只有一个线程可以持有 AQS。
4：表示 AQS 处于共享模式，即多个线程可以同时持有 AQS。

3. acquire() 方法

acquire() 方法是 AQS 中用于获取锁的方法。当一个线程想要获取锁时，它会调用 acquire() 方法。acquire() 方法首先会尝试使用 CAS（Compare-And-Swap）操作将 state 的值从 0 改为 1。如果成功，则表示该线程获得了锁。如果失败，则表示 AQS 已经被其他线程持有，该线程需要进入等待队列等待锁的释放。

4. release() 方法

release() 方法是 AQS 中用于释放锁的方法。当一个线程持有锁时，它可以调用 release() 方法来释放锁。release() 方法会将 state 的值从 1 改为 0，并唤醒等待队列中等待锁的线程。

5. 源码分析

下面我们来对 acquire() 和 release() 方法的源码进行分析。

public final void acquire(int arg) {
    if (!tryAcquire(arg) &&
        acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
        selfInterrupt();
}

public final boolean release(int arg) {
    if (tryRelease(arg)) {
        Node h = head;
        if (h != null && h.waitStatus == Node.SIGNAL)
            unparkSuccessor(h);
        return true;
    }
    return false;
}