Java并发 结合源码分析AQS原理

简介

Java中，AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是一个并发同步框架，常被用于实现同步器、锁和其他一些并发工具。AQS本身提供了一些实现同步器的方法，同步器可以使用这些方法来构建不同的同步机制。

AQS的核心思想是维护一个FIFO的同步队列，通过加锁、解锁等同步操作，将线程放入队列中，并在条件满足时唤醒队列中的等待线程继续执行。

AQS的实现方法

在AQS中，主要有两种状态：0和1。状态0表示未占用资源，状态1则表示资源已被占用。AQS中通过CAS操作改变状态，从而实现线程同步。

AQS使用一个FIFO的同步队列来存储等待获取锁的线程。队列中的结点使用CAS操作进行加入和出队操作，同时也可以选择阻塞线程以减少CPU的使用。队列中首结点的状态表示当前线程是否持有锁，通过Acquire和Release方法实现锁的获取和释放。

AQS的应用举例

ReentrantLock

ReentrantLock是AQS的一个封装，使用了AQS的Cas操作进行实现。它可以实现可重入锁，支持公平性和非公平性，可以协调多个线程对共享资源的访问并保证线程的正确执行。

下面是使用ReentrantLock加锁的示例代码：

ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

lock.lock();

try{
    // 需要保护的代码块
} finally {
    lock.unlock();
}

CountDownLatch

CountDownLatch也是一个利用AQS实现的同步工具，它可以限制多个线程之间的协作。它主要有两个方法await()和countDown()，分别表示等待和通知线程继续执行。

下面是使用CountDownLatch进行线程协作的示例代码：

CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(3);

for (int i = 0; i < 3; i++) {
    new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            // 需要执行的任务
            countDownLatch.countDown();
        }
    }).start();
}

countDownLatch.await();
System.out.println("所有任务已完成");

总结

AQS是Java并发编程中一个重要的框架，在实现同步器、锁和其他一些并发工具时都有应用。AQS的核心思想是通过维护FIFO的同步队列，对线程进行协作和同步，加锁和解锁操作也可以通过CAS操作实现。在实际应用中，AQS具有很高的灵活性和可扩展性。