AQS深度探索:以ReentrantLock看Java并发编
2026/7/1 9:45:12 网站建设 项目流程

AQS ( Abstract Queued Synchronizer )是一个抽象的队列同步器,通过维护一个共享资源状态( Volatile Int State )来表示同步状态 和一个先进先出( FIFO )的线程等待队列来完成资源获取的排队工作,通过CAS完成对State值的修改。

AQS整体框架如下:

当有自定义同步器接入时,只需重写第一层所需要的部分方法即可,不需要关注底层具体的实现流程。当自定义同步器进行加锁或者解锁操作时,先经过第一层的API进入AQS内部方法,然后经过第二层进行锁的获取,接着对于获取锁失败的流程,进入第三层和第四层的等待队列处理,而这些处理方式均依赖于第五层的基础数据提供层

原理

AQS 为每个共享资源都设置一个共享资源锁,线程在需要访问共享资源时首先需要获取共享资源锁,如果获取到了共享资源锁,便可以在当前线程中使用该共享资源,如果获取不到,则将该线程放入线程等待队列,等待下一次资源调度,流程图如下所示:

Java中的大部分同步类(Lock、Semaphore、ReentrantLock等)都是基于AbstractQueuedSynchronizer(简称为AQS)实现的。

底层结构

state:状态

Abstract Queued Synchronizer 维护了 volatile int 类型的变量,用于表示当前的同步状态。volatile虽然不能保证操作的原子性,但是能保证当前变量state的可见性。

state的访问方式有三种: getState()、setState()和 compareAndSetState(),均是原子操作,其中,compareAndSetState的实现依赖于 Unsafe的compareAndSwaplnt()

java

// java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer private volatile int state; protected final int getState() { return state; } protected final void setState(int newState) { state = newState; } protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) { // See below for intrinsics setup to support this return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update); }

CLH队列

Craig、Landin and Hagersten队列,是单向链表,AQS中的队列是CLH变体的虚拟双向队列(FIFO),AQS是通过将每条请求共享资源的线程封装成一个节点来实现锁的分配。

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