AQS就是AbstractQueuedSynchronizer抽象类,AQS其实就是JUC包下的一个基类,JUC下的很多内容都是基于AQS实现了部分功能,比如ReentrantLock,ThreadPoolExecutor,阻塞队列,CountDownLatch,Semaphore,CyclicBarrier等等都是基于AQS实现。
首先AQS中提供了一个由volatile修饰,并且采用CAS方式修改的int类型的state变量。
其次AQS中维护了一个双向链表,有head,有tail,并且每个节点都是Node对象
AQS中为什么要有一个虚拟的head节点
因为AQS提供了ReentrantLock的基本实现,而在ReentrantLock释放锁资源时,需要去考虑是否需要执行unparkSuccessor方法,去唤醒后继节点。
因为Node中存在waitStatus的状态,默认情况下状态为0,如果当前节点的后继节点线程挂起了,那么就将当前节点的状态设置为-1。这个-1状态的出现是为了避免重复唤醒或者释放资源的问题。
因为AQS中排队的Node中的线程如果挂起了,是无法自动唤醒的。需要释放锁或者释放资源后,再被释放的线程去唤醒挂起的线程。 因为唤醒节点需要从整个AQS双向链表中找到离head最近的有效节点去唤醒。而这个找离head最近的Node可能需要遍历整个双向链表。如果AQS中,没有挂起的线程,代表不需要去遍历AQS双向链表去找离head最近的有效节点。
为了避免出现不必要的循环链表操作,提供了一个-1的状态。如果只有一个Node进入到AQS中排队,所以发现如果是第一个Node进来,他必须先初始化一个虚拟的head节点作为头,来监控后继节点中是否有挂起的线程。
AQS中为什么选择使用双向链表,而不是单向链表
首先AQS中一般是存放没有获取到资源的Node,而在竞争锁资源时,ReentrantLock提供了一个方法,lockInterruptibly方法,也就是线程在竞争锁资源的排队途中,允许中断。
中断后会执行cancelAcquire方法,从而将当前节点状态置为1,并且从AQS队列中移除掉。如果采用单向链表,当前节点只能放到后继或者前继节点,这样是无法将前继节点指向后继节点的,需要遍历整个AQS从头或者从尾去找。单向链表在移除AQS中排队的Node时,成本很高。
当前在唤醒后继节点时,如果是单向链表也会出问题,因为节点插入方式的问题,导致只能单向的去找有效节点去唤醒,从而造成很多次无效的遍历操作,如果是双向链表就可以解决这个问题