解锁AQS独占不可重入锁的秘密武器

2023-11-17 07:31:05

当谈到Java中的锁时，AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是一个绕不开的话题。作为各种锁的核心组件，AQS提供了强大的同步原语，使我们能够轻松构建各种锁实现。在本篇文章中，我们将重点探讨如何使用AQS实现独占不可重入锁，深入理解其工作原理，掌握多线程并发的核心技术。

AQS简介

AQS是一个队列同步器，它维护了一个FIFO（先进先出）队列，用于管理线程获取锁的顺序。AQS提供了一系列方法来控制对共享资源的访问，例如acquire()方法用于获取锁，release()方法用于释放锁。AQS还提供了许多其他方法，用于实现各种锁的行为，例如公平锁、非公平锁、独占锁和共享锁等。

实现独占不可重入锁

独占不可重入锁是一种锁，它允许一个线程在同一时刻只持有该锁一次。也就是说，一个线程不能在已经持有该锁的情况下再次获取该锁。我们可以使用AQS提供的acquire()和release()方法来实现独占不可重入锁。

public class NonReentrantLock {

    private final AQS aqs = new AQS();

    public void lock() {
        aqs.acquire();
    }

    public void unlock() {
        aqs.release();
    }
}

在这个例子中，NonReentrantLock类实现了独占不可重入锁。当一个线程调用lock()方法时，它将尝试获取锁。如果锁已经被另一个线程持有，那么当前线程将被阻塞，直到锁被释放。当一个线程调用unlock()方法时，它将释放锁，使其他线程能够获取锁。

工作原理

AQS的内部实现基于CLH队列，它使用一个双向链表来管理线程获取锁的顺序。当一个线程调用acquire()方法时，它将首先尝试使用CAS操作获取锁。如果CAS操作成功，那么该线程将成为锁的持有者。如果CAS操作失败，那么该线程将被加入到CLH队列的尾部。当锁被释放时，CLH队列中的第一个线程将被唤醒，并尝试使用CAS操作获取锁。这个过程将一直持续下去，直到CLH队列中的所有线程都获取到锁。

独占不可重入锁的特性

独占不可重入锁具有以下几个特性：