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AQS加锁机制Synchronized相似点详解

作者:一灯架构

这篇文章主要为大家介绍了AQS加锁机制Synchronized相似点详解,有需要的朋友可以借鉴参考下,希望能够有所帮助,祝大家多多进步,早日升职加薪

正文

在并发多线程的情况下,为了保证数据安全性,一般我们会对数据进行加锁,通常使用Synchronized或者ReentrantLock同步锁。Synchronized是基于JVM实现,而ReentrantLock是基于Java代码层面实现的,底层是继承的AQS

AQS全称 AbstractQueuedSynchronizer ,即抽象队列同步器,是一种用来构建锁和同步器的框架。

我们常见的并发锁ReentrantLockCountDownLatchSemaphoreCyclicBarrier都是基于AQS实现的,所以说不懂AQS实现原理的,就不能说了解Java锁。

当我仔细研究AQS底层加锁原理,发现竟然跟Synchronized加锁原理有惊人的相似。让我突然想到一句名言,记不清怎么说了,意思是框架底层原理很相似,大家多学习底层原理。

Synchronized的加锁流程在前几篇文章已经详细讲过,没看过一块再温习一下。

1. Synchronized加锁流程

我们先想一下Synchronized的加锁需求,如果让你设计Synchronized对象锁存储结构,该怎么设计?

上面描述了Synchronized的加锁流程,Synchronized对象锁存储结构是不是跟咱们想的一样?实际就是的。

下面是对象锁的存储数据结构(由C++实现):

ObjectMonitor() {
    _header       = NULL;
    _count        = 0;
    _waiters      = 0,
    _recursions   = 0;
    _object       = NULL;
    _owner        = NULL; // 持有锁的线程
    _WaitSet      = NULL; // 等待队列,存储处于wait状态的线程
    _WaitSetLock  = 0 ;
    _Responsible  = NULL ;
    _succ         = NULL ;
    _cxq          = NULL ;
    FreeNext      = NULL ;
    _EntryList    = NULL ; // 阻塞队列,存储处于等待锁block状态的线程
    _SpinFreq     = 0 ;
    _SpinClock    = 0 ;
    OwnerIsThread = 0 ;
  }

上图展示了对象锁的基本工作机制:

Synchronized对象锁存储结构和加锁流程,竟然跟咱们想的一样。

再看一下ReentrantLock的存储结构和加锁流程,有没有相似的地方。

2. AQS加锁原理

先分析一下,我们使用AQS的加锁需求:

AQS的需求跟Synchronized一模一样。

我们再看一下AQS实际的加锁机制是怎么设计的?是不是跟Synchronized相似?

AQS的加锁流程并不复杂,只要理解了同步队列条件队列,以及它们之间的数据流转,就算彻底理解了AQS

可以看到AQSSynchronized的加锁流程几乎是一模一样的,AQS中同步队列就是SynchronizedEntryListAQS中条件队列就是Synchronized中的waitSet,两个队列之间的数据转移流程也是一样的。

3. 总结

AQSSynchronized的加锁流程是一样的,都是通过同步队列和条件队列实现的,阻塞状态的线程被放到同步队列中,等待状态的线程被放到条件队列中,从条件队列唤醒的线程又被转移到同步队列末尾,一块竞争锁。

看完AQS加锁流程,还没有人不懂AQS的?

下篇文章再讲一下AQS加锁具体的源码实现。里面有很多精巧的设计,值得我们学习。

比如:

为什么同步队列要设计成双向链表?而条件队列要设计成单链表?

为什么AQS加锁性能这么好(乐观锁CAS使用)?

同步队列和条件队列中节点怎么用一个对象实现?

释放锁后,怎么唤醒同步队列中线程?

以上就是AQS加锁机制Synchronized相似点详解的详细内容,更多关于AQS加锁机制Synchronized的资料请关注脚本之家其它相关文章!

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