AbstractQueuedSynchronizer (AQS, 抽象队列同步器)
使用模板方法模式
boolean isHeldExclusively()- 该线程是否正在独占资源, 只有用到 Condition 才需要去实现它
- exclusive mode 独占模式
- 一次只有一个线程可以获取同步状态
state通常 0 表示未锁定boolean tryAcquire(int arg)boolean tryRelease(int arg)
- shared mode 共享模式
- 允许多个线程同时获取同步状态
state通常表示可用资源数量int tryAcquireShared(int arg)- 负数表示失败; 0表示成功, 但没有剩余可用资源; 正数表示成功, 且有剩余资源
boolean tryReleaseShared(int arg)
数据结构
state
private volatile int state; // 同步状态
protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) {
// See below for intrinsics setup to support this
return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update);
}CAS 和 volatile 在AQS中是互补的：CAS 提供原子性操作以避免锁的使用，而 volatile 确保修改的可见性和内存操作的有序性。两者结合，使得 AQS 能够以一种高效且线程安全的方式管理同步状态。
FIFO 队列 - 同步队列
static final class Node {
// 前驱和后继节点，构成双向链表
Node prev;
Node next;
// 线程本身
Thread thread;
// 状态信息，表示节点在同步队列中的等待状态
int waitStatus;
// ...
}- 自旋 → 自旋+阻塞
- 单项队列 → 双向队列
ConditionObject - 条件队列
public class ConditionObject implements Condition, java.io.Serializable {
// 条件队列的首尾节点
private transient Node firstWaiter;
private transient Node lastWaiter;
// ...
}Condition#await(), 释放锁, 加入条件队列, 直到被另一个线程的signal()或signalAll()方法唤醒, 或被中断
公平/非公平实现
- 非公平: 直接 CAS 尝试获取, 失败了创建 Node 放入队尾
- 公平: 找队列前序节点, 失败放入队尾
等待/唤醒实现
相关实现
- ReentrantLock
- CyclicBarrier, 使用了 ReentrantLock 实现
- ReentrantReadWriteLock
- CountDownLatch
- Semaphore
- ThreadPoolExecutor.Worker