資訊專欄INFORMATION COLUMN
摘要：接著線程過來(lái)通過方式獲取鎖，獲取鎖的過程就是通過操作變量將其值從變?yōu)?。線程加鎖成功后還有一步重要的操作，就是將設(shè)置成為自己。線程屁顛屁顛的就去等待區(qū)小憩一會(huì)去了。
一、寫在前面
這篇文章，我們聊一聊Java并發(fā)中的核武器， AQS底層實(shí)現(xiàn)。
不管是工作三四年、還是五六年的在工作或者面試中涉及到并發(fā)的是時(shí)候總是繞不過AQS這個(gè)詞。
首先，確實(shí)還有很多人連AQS是什么都不知道，甚至有的竟不知其為何物。或者有的聽說過其名，但怎么拼寫的都忘記了。
總的來(lái)說確實(shí)有很多同學(xué)對(duì)AQS總有一種云里霧里的感覺，在搜索引擎中搜下AQS看個(gè)幾篇文章，估計(jì)對(duì)其還是醉醺醺的。
所以根據(jù)上面的難點(diǎn)，這篇我們使用由簡(jiǎn)入難的方式，讓你一次搞定這Java并發(fā)中這個(gè)核武器AQS。
二、ReentrantLock 和 AQS 的關(guān)系首先我們以你最受的方式帶你進(jìn)入這個(gè)核武器庫(kù)，Java 并發(fā)包下的 ReentrantLock大家肯定很熟悉了。
基本上學(xué)過Java 的都知道ReentrantLock，下面我就不多說了直接上一段代碼。
ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
try {
lock.lock(); // 加鎖
// 業(yè)務(wù)邏輯代碼
} finally {
lock.unlock(); // 釋放鎖
}
這段代碼大家應(yīng)該很熟悉了，無(wú)非就是獲取一把鎖，加鎖和釋放鎖的過程。
有同學(xué)就問了這和AQS有毛關(guān)系呀！別著急，告訴你關(guān)系大著去了。在Java并發(fā)包中很多鎖都是通過AQS來(lái)實(shí)現(xiàn)加鎖和釋放鎖的過程的，AQS就是并發(fā)包基礎(chǔ)。
例如：ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock 底層都是通過AQS來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
那么AQS到底為何物尼？別急，我們一步一來(lái)揭開其神秘的面紗。
AQS 的全稱 AbstractQueuedSynchronizers抽象隊(duì)列同步器，給大家畫三張圖來(lái)說明其在Java 并發(fā)包的地位、 長(zhǎng)啥樣、和ReentrantLock 的關(guān)系。
通過此類圖可以彰顯出了AQS的地位、上層鎖實(shí)現(xiàn)基本都是通過其底層來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
有沒有被忽悠的感覺？你沒看錯(cuò)AQS就長(zhǎng)這個(gè)鳥樣。說白了其內(nèi)部就是包含了三個(gè)組件
state 資源狀態(tài)
exclusiveOwnerThread 持有資源的線程
CLH 同步等待隊(duì)列。
在看這張圖現(xiàn)在明白R(shí)eentrantLock 和 AQS 的關(guān)系了吧！大白話說就是ReentrantLock其內(nèi)部包含一個(gè)AQS對(duì)象（內(nèi)部類），AQS就是ReentrantLock可以獲取和釋放鎖實(shí)現(xiàn)的核心部件。
好了！ 經(jīng)過上面的介紹估計(jì)大家已經(jīng)對(duì)AQS混了個(gè)臉熟，下面我們就來(lái)說說這一段代碼。
ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
try {
lock.lock(); // 加鎖
// 業(yè)務(wù)邏輯代碼
} finally {
lock.unlock(); // 釋放鎖
}
這段代碼加鎖和釋放鎖到底會(huì)發(fā)生什么故事尼？
很簡(jiǎn)單在AQS 內(nèi)部有一個(gè)核心變量 （volatile）state 變量其代表了加鎖的狀態(tài)，初始值為0。
另外一個(gè)重要的關(guān)鍵 OwnerThread 持有鎖的線程，默認(rèn)值為null 在回顧下這張圖。
接著線程1過來(lái)通過lock.lock()方式獲取鎖，獲取鎖的過程就是通過CAS操作volatile 變量state 將其值從0變?yōu)?。
如果之前沒有人獲取鎖，那么state的值肯定為0，此時(shí)線程1加鎖成功將state = 1。
線程1加鎖成功后還有一步重要的操作，就是將OwnerThread 設(shè)置成為自己。如下圖線程1加鎖過程。
其實(shí)到這大家應(yīng)該對(duì)AQS有個(gè)大概認(rèn)識(shí)了，說白了就是并發(fā)包下面的一個(gè)核心組件，其內(nèi)部維持state變量、線程變量等核型的東西，來(lái)實(shí)現(xiàn)加鎖和釋放鎖的過程。
大家有沒有不管是ReentrantLock還是ReentrantReadWriteLock 等為什么都是Reentrant 開頭尼？
從單詞本身意思也能看出，Reentrant 可重入的意思 ，也就說其是一個(gè)可重入鎖。
可重入鎖？
就是你可以對(duì)一個(gè) ReentrantLock 進(jìn)行多次的lock() 和 unlock() 操作，也就是可以對(duì)一個(gè)鎖加多次，叫做可重入鎖。 來(lái)一段代碼直觀感受下。
ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
try {
lock.lock(); // 加鎖1
// 業(yè)務(wù)邏輯代碼
lock.lock() // 加鎖2
// 業(yè)務(wù)邏輯代碼
lock.lock() // 加鎖3
} finally {
lock.unlock(); // 釋放鎖3
lock.unlock(); // 釋放鎖2
lock.unlock(); // 釋放鎖1
}
注意：釋放鎖是由內(nèi)到外依次釋放的，不可缺少。
問題又來(lái)了？ReentrantLock 內(nèi)部又是如何來(lái)實(shí)現(xiàn)的尼？
說白了！還是我們AQS這個(gè)核心組件幫我實(shí)現(xiàn)的，很 easy~ 上述兩個(gè)核心變量 state 和 OwnerThread 還記得吧！
重入就是判斷當(dāng)前鎖是不是自己加上的，如果是就代表自己可以在次上鎖，每重入一次就是將state值加1。就是這么簡(jiǎn)單啦?。?！
說完了可重入我們?cè)賮?lái)看看鎖的互斥又是如何實(shí)現(xiàn)的尼？
此時(shí)線程2也跑過來(lái)想加鎖，CAS操作嘗試將 state 從0 變成 1， 哎呀！糟糕state已經(jīng)不是0了，說明此鎖已經(jīng)被別人拿到了。
接著線程2想？？？ 這個(gè)鎖是不是我以前加上的，瞅瞅 OwnerThread=線程1 哎！ 明顯不是自己上的 ，悲催加鎖失敗了～～～。來(lái)張圖記錄下線程2的悲苦經(jīng)歷。
可是線程2加鎖失敗將何去何從尼？
線程2：想，要是有個(gè)地方讓我休息下，等線程1釋放鎖后通知我下再來(lái)從新嘗試上鎖就好了。
這時(shí)我們的核心部件AQS又登場(chǎng)了！
AQS: OK！ 好吧！那我就給你提供一個(gè)落腳地吧（CLH）進(jìn)去待著吧！一會(huì)讓線程1叫你。
線程2: 屁顛屁顛的就去等待區(qū)小憩一會(huì)去了。同樣來(lái)張圖記錄下線程2高興樣。
此時(shí)線程1業(yè)務(wù)執(zhí)行完了，開始釋放鎖
將state值改為0
將OwnerThread 設(shè)為null
通知線程2鎖我已經(jīng)用完了，該你登場(chǎng)了
線程2一聽，樂壞了！立馬開始嘗試獲取取鎖，CAS 嘗試將 state 值設(shè)為 1 ，如果成功將OwnerThread設(shè)為自己 線程2。
此時(shí)線程2成功獲取到了鎖，再來(lái)張圖瞅瞅。
Ok ！到這借著Reentrantkock 的加鎖和釋放鎖的過程給大家講解了一下AQS工作原理。
用一句話總結(jié)下：AQS就是Java并發(fā)包下的一個(gè)基礎(chǔ)組件，用來(lái)實(shí)現(xiàn)各種鎖和同步組件的，其核心分為三個(gè)組件。
Volatile state 變量
OwnerThread 加鎖線程
CLH 同步等待隊(duì)列
等并發(fā)核心組件。
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