synchronized是JVM层面实现的锁,而AQS是JDK层面实现的锁。
关于synchronized锁,可以看之前写的这篇:
synchronized锁关键字的膨胀性与用法
其实AQS和synchronized在实现锁的原理上是一样的,只是AQS是借助了同步队列去进行自旋和阻塞,利用条件队列去实现Object的对象方法,去完成等待和唤醒。
我们要注意的是同步队列是等待获取锁的队列,条件队列是曾经获取到锁,但是因为类似(满队入队/空队出队)这样的阻塞行为,而避免一直阻塞,进行调节使用的。
废话不多说,我们从一个实际的场景出发去讲一下这个原理。
1、线程A,B,C想要抢占一个资源做操作;
2、线程A先得头筹获得了对象的锁。在它持有资源的同时,其他线程就会被阻塞,依次加入到同步队列中去,顺序为B,C;
3、每一个Node入队都会自旋检查自己前一个节点是不是signal状态,如果是signal状态,就阻塞自己,等待唤醒;如果不是,就自旋【尝试获取锁,获取不到就尝试将它变成signal状态】这个过程;
4、当线程A执行完毕后,它会释放锁,然后唤醒同步队列的头结点,这时候头结点B就会去获取锁;
5、当B获得锁之后,他发现之前线程A的操作让当前资源队列的元素为空,而它要做的操作是一个take()操作。无法执行,会一直阻塞。要怎么办呢?
6、这时候就会把它添加到条件队列当中,然后释放锁,让其他线程获取资源,直到满足线程B执行操作的条件为止;
7、释放锁之后,唤醒了同步队列的头结点C,此时C获得了资源。它对着资源队列执行了put()操作;
8、此时,条件队列中的节点B将被唤醒,从条件队列转移到同步队列的队尾中去;
9、等线程C执行完put()操作,释放锁,然后唤醒了同步队列中的第一个节点B;
10、然后线程B执行take()操作。并发结束。
以上就是一个简单的锁模型。
对于锁的状态state,是一个int值。
还有一个超时时间。这些是子类自己去实现规则。
同步队列和条件队列的元素都是Node
Node中主要有这些参数:
waitStatus 当前节点的状态。主要有0(初始化),1(取消),-1(SINGAL)【同步队列】,-2(CONDITION)【条件队列】,-3(PROPAGATE )【共享锁】
是排他锁还是共享锁是根据Node中的字段标记的。
nextWaiter,在条件队列中,指下一个节点;在同步队列中,指什么属性的锁。
Thread 绑定的当前线程。