AQS为什么采用双向链表?

news2024/12/27 1:50:35

单链表和双链表的区别

首先我们要先搞清楚单链表和双链表之间的区别:

  • 单链表每个节点只包含一个指向下一个节点的指针,因此它的遍历只能是单向的,并且插入和删除需要遍历链表找到前一个节点(比如a->b->c->d,我要删除c的时候,就需要遍历整个链表找到其前置节点b,将b的后指针指向c的后置节点)。
  • 而双链表每个节点都拥有两个指针,分别指向前置节点和后置节点。这说明它可以双向遍历数据,并且可以更加灵活更快的进行插入和删除,因为可以同时访问前置节点和后置节点(比如a<->b<->c,我要删除b的时候,只要找到节点b拿到其前置节点A和后置节点B,然后把A的后置节点设置成C,C的前置节点设置成A即可)。

AQS要采用双向链表呢?

那为啥AQS要采用双向链表呢?

  1. 涉及到删除,比如说AQS中提供了两种基本获取同步方式状态的方式,acquire()和acquireInterruptibly(),分别对应于支持中断和不支持中断的场景。其中acquireInterruptibly()方法在尝试获取失败之后,会调用doAcquireInterruptibly()方法,在这个方法的finally中如果出现线程中断异常就会执行cancelAcquire()方法,它主要作用就是将中断的线程节点从同步队列中移除。
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  2. 另外在实现的时候经常需要获取前置节点,比如当一个线程尝试获取同步状态失败后,它需要决定接下来的行动,如果直接进入忙等(buzy-wait)状态,这将会消耗大量的cpu资源,因为线程会在一个循环中不断尝试获取锁。在AQS中可以将该线程挂起(park),在挂起之前会根据其前置节点的状态判断该线程是否应该被挂起。(如果前置节点已经是等待状态了,那么当前节点就可以被安全挂起)。如果是单向量表就得从头开始便利,而双向链表之前从当前节点就可以获取到前置节点。
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  3. 另外,在高并发环境中,队列的头部一定是频繁访问和修改的区域,因为头部节点是释放同步状态或是被唤醒线程的首选位置。像获取排队的线程getQueuedThreads()、获取队列的长度getQueueLength()等不太重要的操作,从尾部开始遍历可以减少在头部节点上的竞争,尤其是在执行那些不需要立即修改头部节点状态的遍历操作时。
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  4. 最后,AQS还支持条件变量,这允许线程在特定条件满足之前挂起。条件队列需要能够从等待队列中移动节点到条件队列,以及反向操作。双向链表使得这种操作更加直接和高效。

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