揭秘AQS的独占锁：一种JUC基石的精妙解析

2024-01-02 00:09:46

引言

在Java并发编程中，AQS（AbstractQueuedSynchronizer）堪称基石般的存在。它为同步原语提供了抽象，使得开发者能够轻松构建各种同步结构。其中，独占锁是AQS最重要的实现之一。本文将深入剖析独占锁的实现机制，带领读者领略AQS的精妙之处。

AQS简介

AQS是一种队列同步器，它维护着一个双向链表，用于存储线程获取锁的请求。当一个线程尝试获取锁时，它会进入队列末尾。如果锁可用，则它将直接获取锁；否则，它将阻塞在队列中，等待锁释放。

独占锁实现

独占锁由ReentrantLock类实现。它维护着以下几个关键属性：

state：表示锁的状态，0表示未被锁定，1表示被锁定。
waiters：一个等待队列，存储着等待获取锁的线程。

获取独占锁

当一个线程调用ReentrantLock的lock()方法时，它会执行以下步骤：

如果state为0，则尝试将其设置为1。如果成功，则直接获取锁。
如果state为1，则加入waiters队列，并阻塞等待。
当锁释放时，waiters队列中的第一个线程将被唤醒。如果它是当前线程，则它将获取锁。

释放独占锁

当一个线程调用ReentrantLock的unlock()方法时，它会执行以下步骤：

将state设置为0。
唤醒waiters队列中的第一个线程。

使用独占锁

ReentrantLock提供了丰富的API，方便开发者使用独占锁。常用的方法包括：

lock()：获取独占锁。
unlock()：释放独占锁。
tryLock()：尝试获取独占锁，如果无法获取则返回false。
lockInterruptibly()：可中断的获取独占锁。

示例代码

以下代码展示了如何使用ReentrantLock实现一个简单的独占锁：

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class MyExclusiveLock {

    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

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

    public void unlock() {
        lock.unlock();
    }
}