请解释AQS在 Java 并发编程中的实现原理。
AQS(AbstractQueuedSynchronizer)的底层原理主要是基于两个核心思想:状态的管理和线程的控制。
- 状态的管理:AQS使用一个int类型的成员变量state来表示同步状态,当state>0时表示已经获取了锁,当state=0时表示释放了锁。它提供了三个方法(getState、setState、compareAndSetState)来对同步状态state进行操作。
-
线程的控制:当线程尝试获取同步状态失败时,AQS能够以FIFO的顺序将当前线程添加到等待队列中。同时,当同步状态释放时,它会唤醒在等待队列中等待时间最长的线程。线程被唤醒后,重新尝试获取同步状态。
从实现原理来看,AQS主要是通过内部的FIFO队列来管理获取资源失败的线程。线程的阻塞和唤醒主要用的是LockSupport.park()和LockSupport.unpark()方法。
当线程请求的资源被其他线程持有,那么AQS就会将当前线程以及请求资源的状态等信息包装成一个Node节点加入到队列中,然后通过LockSupport的park()方法阻塞当前线程。当资源被释放,就会将队列中的线程Node取出,通过LockSupport的unpark()方法唤醒线程,让其再次尝试获取资源。
这就是AQS的基本原理,通过对同步状态的管理以及线程的控制,AQS为多线程提供了一种有效且可靠的同步机制。