Java JUC核心 AQS相关整理

AQS维护了一个volatile int state（代表共享资源）和一个FIFO线程等待队列（多线程争用资源被阻塞时会进入此队列）

AQS定义两种资源共享方式：Exclusive（独占，只有一个线程能执行，如ReentrantLock）和Share（共享，多个线程可同时执行，如Semaphore/CountDownLatch）。

不同的自定义同步器争用共享资源的方式也不同。自定义同步器在实现时只需要实现共享资源state的获取与释放方式即可，至于具体线程等待队列的维护（如获取资源失败入队/唤醒出队等），AQS已经在顶层实现好了。

对State的操作有三种：

• getState()
• setState()
• compareAndSetState()

Node结点是对每一个等待获取资源的线程的封装，变量waitStatus则表示当前Node结点的等待状态，共有5种取值CANCELLED(1，取消调度)、SIGNAL(-1，后继结点在等待当前结点唤醒)、ConDITION(-2，结点等待在Condition上)、PROPAGATE（-3，共享模式下，前继结点不仅会唤醒其后继结点，同时也可能会唤醒后继的后继结点）、0

需要注意的是，正值代表结点已被取消，负值代表结点处于有效等待状态，所以源码中很多地方用>0、<0来判断结点的状态是否正常。

独占模式下线程获取共享资源的顶层入口，如果获取到资源，线程直接返回，否则进入等待队列，直到获取到资源为止

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

对acquire的核心流程可表述如下：

private Node addWaiter(Node mode) {
    //以给定模式构造结点。mode有两种：EXCLUSIVE（独占）和SHARED（共享）
    Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);

    //尝试快速方式直接放到队尾。
    Node pred = tail;
    if (pred != null) {
        node.prev = pred;
        if (compareAndSetTail(pred, node)) {
            pred.next = node;
            return node;
        }
    }

    //上一步失败则通过enq入队。
    enq(node);
    return node;
}

private Node enq(final Node node) {
    //CAS"自旋"，直到成功加入队尾
    for (;;) {
        Node t = tail;
        if (t == null) { // 队列为空，创建一个空的标志结点作为head结点，并将tail也指向它。
            if (compareAndSetHead(new Node()))
                tail = head;
        } else {//正常流程，放入队尾
            node.prev = t;
            if (compareAndSetTail(t, node)) {
                t.next = node;
                return t;
            }
        }
    }
}

public final boolean release(int arg) {
    if (tryRelease(arg)) {
        Node h = head;//找到头结点
        if (h != null && h.waitStatus != 0)
            unparkSuccessor(h);//唤醒等待队列里的下一个线程
        return true;
    }
    return false;
}

调用tryRelease()来释放资源。有一点需要注意的是，它是根据tryRelease()的返回值来判断该线程是否已经完成释放掉资源了。

Java并发之AQS详解