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AQS (AbstractQueuedSynchronizer) 概述
AQS咪笑，即 AbstractQueuedSynchronizer，是Java并發(fā)包中的一個核心組件娄涩，它為實現(xiàn)依賴于先進先出 (FIFO) 等待隊列的阻塞鎖和相關(guān)的同步器（如信號量、事件等）提供了一個框架映跟。
核心概念
AQS 使用一個整型的 volatile 變量（稱為 state）來表示同步狀態(tài)蓄拣，并通過內(nèi)置的 FIFO 隊列來管理那些阻塞在同步狀態(tài)上的線程。
狀態(tài)（State）
AQS 中的 state 變量是用來表示同步狀態(tài)的努隙。例如球恤，在一個獨占鎖的實現(xiàn)中，state 可能表示鎖的占用情況（0 表示未鎖定荸镊，1 表示鎖定）咽斧。
節(jié)點（Node）和隊列
當(dāng)線程嘗試獲取同步狀態(tài)失敗時，AQS 會將該線程包裝成一個節(jié)點（Node）并將其加入到隊列中躬存。這個隊列是一個雙向鏈表张惹，用于實現(xiàn)等待隊列。
AQS 的主要方法
AQS 定義了一系列的方法岭洲，這些方法可以被同步器實現(xiàn)以提供其獨特的同步邏輯宛逗。
獨占模式
-
boolean tryAcquire(int arg)：嘗試獲取資源，成功則返回true盾剩，失敗則返回false雷激。 -
boolean tryRelease(int arg)：嘗試釋放資源，成功則返回true告私，失敗則返回false屎暇。
共享模式
-
int tryAcquireShared(int arg)：嘗試獲取資源。返回值大于等于0表示成功驻粟；小于0表示失敗根悼。 -
boolean tryReleaseShared(int arg)：嘗試釋放資源，成功則返回true，失敗則返回false番挺。
模板方法
void acquire(int arg)：調(diào)用tryAcquire唠帝，并在失敗時將線程加入隊列，可能會阻塞玄柏。void release(int arg)：調(diào)用tryRelease并喚醒等待中的線程襟衰。void acquireShared(int arg)：調(diào)用tryAcquireShared，并在失敗時將線程加入隊列粪摘，可能會阻塞瀑晒。void releaseShared(int arg)：調(diào)用tryReleaseShared并喚醒等待中的線程。
AQS 的重要性
AQS 的設(shè)計極大地簡化了同步控制的實現(xiàn)徘意，許多并發(fā)工具類都是基于 AQS 構(gòu)建的苔悦，例如：
-
ReentrantLock：一個可重入的互斥鎖。 -
CountDownLatch：一個允許一個或多個線程等待一系列指定操作的完成椎咧。 -
Semaphore：一個計數(shù)信號量玖详。 -
FutureTask：一個可取消的異步計算。
AQS 的使用示例
以下是一個簡化的 AQS 使用示例勤讽，展示了如何實現(xiàn)一個獨占鎖：
class Mutex extends AbstractQueuedSynchronizer {
// 嘗試獲取鎖
protected boolean tryAcquire(int acquires) {
assert acquires == 1; // Otherwise unused
if (compareAndSetState(0, 1)) {
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
return true;
}
return false;
}
// 嘗試釋放鎖
protected boolean tryRelease(int releases) {
assert releases == 1; // Otherwise unused
if (getState() == 0) throw new IllegalMonitorStateException();
setExclusiveOwnerThread(null);
setState(0);
return true;
}
// 是否鎖定狀態(tài)
public boolean isLocked() {
return getState() != 0;
}
}
在這個示例中蟋座，tryAcquire 方法檢查 state 是否為0，如果是脚牍，則嘗試將其設(shè)置為1向臀，如果設(shè)置成功，則表示獲取了鎖诸狭。tryRelease 方法將 state 設(shè)置回0券膀，并清除獨占線程。
AQS 提供的模板方法 acquire 和 release 會調(diào)用這些方法驯遇，并在必要時進行線程的排隊和喚醒芹彬。
總結(jié)
AQS 是 Java 并發(fā)編程中的一個重要組件，它通過內(nèi)部的同步狀態(tài)叉庐、等待隊列和模板方法雀监，為構(gòu)建鎖和其他同步器提供了強大的基礎(chǔ)。理解和掌握 AQS 對于深入學(xué)習(xí) Java 并發(fā)編程至關(guān)重要眨唬。
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