Java 源码解析中 AbstractQueuedSynchronizer(AQS)的独占锁源码剖析

冷漠man

冷漠man

2026-08-04

826人浏览

原创

aqs独占锁机制通过acquire与release协作,结合子类实现的tryacquire/tryrelease完成“检查→排队→唤醒→更新”闭环;state控制资源数,exclusiveownerthread保障可重入与调试可见性。

java 源码解析中 abstractqueuedsynchronizer(aqs)的独占锁源码剖析

AQS 的独占锁机制核心在于 acquirerelease 方法的协作,配合 tryAcquiretryRelease 的子类定制逻辑,形成“状态检查→排队阻塞→唤醒重试→状态更新”的闭环。它不直接实现锁语义,而是把资源竞争的骨架搭好,把关键决策权交给子类。

独占模式下的 acquire 流程

调用 acquire(int arg) 是获取独占锁的起点,其逻辑简洁但严谨:

  • 先尝试一次 tryAcquire(arg):由子类(如 ReentrantLock.NonfairSyncFairSync)实现,通常通过 CAS 修改 state 值完成抢占;成功则直接返回,不入队
  • 失败后执行 addWaiter(Node.EXCLUSIVE):将当前线程封装为独占模式节点,以 CAS 方式插入同步队列尾部(tail
  • 再调用 acquireQueued(node, arg):节点进入自旋等待——检查前驱是否为头节点且 tryAcquire 成功;否则设置前驱节点 waitStatus = SIGNAL,然后调用 LockSupport.park(this) 阻塞自身
  • 被唤醒后(例如前驱释放锁并调用 unparkSuccessor),继续循环尝试获取,直到成功才退出队列、设置自己为新 head

state 与 exclusiveOwnerThread 的双重保障

state 是 AQS 的原子状态变量,表示资源的持有数量(如可重入锁的重入次数);而 exclusiveOwnerThread 来自父类 AbstractOwnableSynchronizer,用于记录当前持有锁的线程引用。

Java JDK 25
Java JDK 25

Java JDK 25 来自 OpenJDK 官方归档,版本为 JDK 25,本条下载地址已指向官方 Windows x64 zip 安装包直链,适合调试旧项目或兼容旧版 Java 运行环境。

下载
  • tryAcquire 中不仅要判断 state == 0(无锁),还要校验是否是同一线程重入(getExclusiveOwnerThread() == currentThread),再决定是 CAS 更新 state 还是仅递增
  • tryRelease 同样需确保只有持有者才能释放,并在 state 归零时清空 exclusiveOwnerThread
  • 二者缺一不可:state 控制并发许可数,exclusiveOwnerThread 实现可重入和调试可见性(比如 getOwner() 可查谁持锁)

同步队列的关键节点行为

AQS 的同步队列是基于 CLH 的变体双向链表,每个 Node 承载一个等待线程及其状态。真正驱动调度的是节点间的协作关系:

  • 头节点(head)始终代表“正在占有锁”或“刚释放锁”的线程(不一定存活),它的存在让后续节点能快速判断是否轮到自己
  • 当某节点成为 head 的后继时,若其 waitStatus == SIGNAL,说明它已被前驱标记为“待唤醒”,一旦前驱释放锁,就会触发 unparkSuccessor 唤醒它
  • CANCELLED 状态节点会被跳过:若线程中断或超时取消等待,对应节点的 waitStatus 被设为 1,后续入队或唤醒逻辑会主动绕过它,保证队列洁净

公平性差异体现在 tryAcquire 的时机

公平锁与非公平锁的区别不在 AQS 框架本身,而在于 tryAcquire 的实现策略:

  • 非公平锁:直接 CAS 尝试抢锁,不管队列是否有等待者;即使有线程已在排队,新线程仍可能插队成功
  • 公平锁:在 CAS 前增加判断 —— !hasQueuedPredecessors(),即确认同步队列为空或当前节点是队首才允许抢锁,从而保证 FIFO 顺序
  • 这种设计体现了 AQS 的解耦思想:框架管排队和唤醒,子类管“何时能抢”

Java免费学习笔记:立即使用
解锁 Java 大师之旅:从入门到精通的终极指南

相关专题

更多
java
java

Java是一个通用术语,用于表示Java软件及其组件,包括“Java运行时环境 (JRE)”、“Java虚拟机 (JVM)”以及“插件”。php中文网还为大家带了Java相关下载资源、相关课程以及相关文章等内容,供大家免费下载使用。

2023.06.15

3767

6

java正则表达式语法
java正则表达式语法

java正则表达式语法是一种模式匹配工具,它非常有用,可以在处理文本和字符串时快速地查找、替换、验证和提取特定的模式和数据。本专题提供java正则表达式语法的相关文章、下载和专题,供大家免费下载体验。

2023.07.05

2776

9

java自学难吗
java自学难吗

Java自学并不难。Java语言相对于其他一些编程语言而言,有着较为简洁和易读的语法,本专题为大家提供java自学难吗相关的文章,大家可以免费体验。

2023.07.31

2801

8

java配置jdk环境变量
java配置jdk环境变量

Java是一种广泛使用的高级编程语言,用于开发各种类型的应用程序。为了能够在计算机上正确运行和编译Java代码,需要正确配置Java Development Kit(JDK)环境变量。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

2023.08.01

636

3

java保留两位小数
java保留两位小数

Java是一种广泛应用于编程领域的高级编程语言。在Java中,保留两位小数是指在进行数值计算或输出时,限制小数部分只有两位有效数字,并将多余的位数进行四舍五入或截取。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

2023.08.02

601

3

java基本数据类型
java基本数据类型

java基本数据类型有:1、byte;2、short;3、int;4、long;5、float;6、double;7、char;8、boolean。本专题为大家提供java基本数据类型的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

2023.08.02

705

5

java有什么用
java有什么用

java可以开发应用程序、移动应用、Web应用、企业级应用、嵌入式系统等方面。本专题为大家提供java有什么用的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

2023.08.02

1289

5

java在线网站
java在线网站

Java在线网站是指提供Java编程学习、实践和交流平台的网络服务。近年来,随着Java语言在软件开发领域的广泛应用,越来越多的人对Java编程感兴趣,并希望能够通过在线网站来学习和提高自己的Java编程技能。php中文网给大家带来了相关的视频、教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读和下载。

2023.08.03

18844

3

配置java环境变量
配置java环境变量

配置Java环境变量是为了让操作系统能够识别和使用Java的相关命令和功能。本专题为大家提供配置java环境变量相关文章,帮助大家解决问题。

2023.08.03

646

8

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
开发大牛的经验结晶-Java设计模式
开发大牛的经验结晶-Java设计模式

共149课时 | 25.8万人学习

Java JDBC数据库连接官方教程
Java JDBC数据库连接官方教程

共0课时 | 0人学习

Java 26官方文档
Java 26官方文档

共0课时 | 0人学习