[Java探索者之路] Java中的AbstractQueuedSynchronizer(AQS)简介

简介: [Java探索者之路] Java中的AbstractQueuedSynchronizer(AQS)简介

Java并发编程是一门复杂的艺术,而AbstractQueuedSynchronizer(AQS)是其中非常重要的一个组成部分。事实上,Java中许多同步器的实现,如ReentrantLock, Semaphore, CountDownLatch等,都依赖于AQS。在本文中,我们将详细介绍AQS的工作原理和如何使用AQS实现自己的同步器。


AQS的基本概念

AbstractQueuedSynchronizer简称AQS,是由Doug Lea创建的,它提供了一个基于FIFO队列的框架,用于实现阻塞锁和各种相关的同步器。



AQS的主要思想是,如果一个同步器(如一个锁或者一个信号量)在暂时无法满足当前线程对其的请求时,该同步器应该将当前线程加入到等待队列中,直到同步器处于可以满足该请求的状态。

AQS通过内部的一个FIFO队列(双向链表结构)来维护那些可能会阻塞的线程。

AQS通过内部的一个FIFO队列(双向链表结构)来维护那些可能会阻塞的线程。

如何使用AQS

要使用AQS,首先需要定义一个继承自AQS的自定义同步器。AQS提供了acquirerelease方法,但是这两个方法的具体实现需要由我们来提供。

例如,下面是一个简单的使用AQS实现的不可重入的互斥锁:

public class Mutex implements Lock {
    private static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
        protected boolean tryAcquire(int arg) {
            return compareAndSetState(0, 1);
        }

        protected boolean tryRelease(int arg) {
            if (state == 0) throw new IllegalMonitorStateException();
            setState(0);
            return true;
        }

        protected boolean isHeldExclusively() {
            return state == 1;
        }
    }

    private final Sync sync = new Sync();

    public void lock() { sync.acquire(1); }
    public boolean tryLock() { return sync.tryAcquire(1); }
    public void unlock() { sync.release(1); }
    public Condition newCondition() { throw new UnsupportedOperationException(); }
    public boolean isLocked() { return sync.isHeldExclusively(); }
    public boolean hasQueuedThreads() { return sync.hasQueuedThreads(); }
}

其中,tryAcquiretryRelease就是我们需要提供的具体实现。tryAcquire在成功获取锁时返回true,否则返回false。tryRelease在成功释放锁时返回true,否则返回false。

结论

AbstractQueuedSynchronizer是Java提供的一种强大的并发工具,它的主要作用是将等待线程以FIFO的顺序排队。通过覆盖和实现AQS提供的模板方法,可以实现个性化的具备同步功能的组件。需要注意的是,正确地使用AQS需要对并发编程有深厚的理解,千万不能生搬硬套模板,否则可能带来意想不到的后果。



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