在Java的并发编程领域，AbstractQueuedSynchronizer（简称AQS）是一个核心且强大的框架，它不仅支持独占锁的实现，如ReentrantLock，还同样能够支撑共享锁及多种同步状态的管理。本文将通过解析Semaphore（信号量）与CountDownLatch（倒计时器）这两个并发工具，来深入探讨AQS在共享模式下的工作原理。
Semaphore：控制并发访问的信号量
Semaphore是一种用于控制同时访问某个特定资源操作数量的机制。它内部通过AQS的共享模式来实现对许可（permit）数量的管理。每个acquire操作会尝试减少许可数量，若许可不足则线程将阻塞等待；而release操作则会增加许可数量，并可能唤醒等待的线程。
java
Semaphore semaphore = new Semaphore(5); // 允许5个并发访问
void accessResource() {
try {
semaphore.acquire(); // 请求许可
// 访问资源
} finally {
semaphore.release(); // 释放许可
}
}
在AQS中，Semaphore通过维护一个共享的许可数量，并利用AQS的tryAcquireShared和tryReleaseShared方法来分别实现许可的获取与释放。这些操作通过CAS或循环等待的方式，确保线程安全地访问和修改许可数量。
CountDownLatch：实现线程同步的倒计时器
与Semaphore不同，CountDownLatch主要用于控制多个线程间的同步，它让某个线程等待直到其他线程完成各自的任务。CountDownLatch在AQS中同样采用共享模式，但这里的共享状态更多用于表示“门栓”的计数，而非资源许可的数量。
java
CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3); // 等待3个线程完成
void doSomething() {
// 执行任务
latch.countDown(); // 完成任务后减少计数
}
void waitForCompletion() throws InterruptedException {
latch.await(); // 等待所有任务完成
}
在AQS的视角下，CountDownLatch通过维护一个共享的计数器，并利用tryAcquireShared方法（实际上，CountDownLatch通常不直接使用此方法，因为其内部实现更接近于独占锁的行为，但概念上可以理解为共享状态的查询）来检查是否所有任务已完成。而countDown方法则通过releaseShared来减少计数，并在计数达到零时唤醒所有等待的线程。
AQS共享模式的核心
无论是Semaphore还是CountDownLatch，它们都是AQS共享模式应用的典范。AQS的共享模式通过维护一个共享状态（对于Semaphore是许可数量，对于CountDownLatch是计数器），并利用tryAcquireShared和tryReleaseShared两个方法来进行状态的更新和查询。这些操作通常涉及到CAS操作或状态检查与线程挂起的循环，以确保并发环境下的线程安全。
综上所述，通过对Semaphore与CountDownLatch的分析，我们不仅加深了对AQS共享模式实现机制的理解，也看到了Java并发编程中同步工具设计的精妙与强大。掌握这些工具及其背后的原理，将使我们能够更加灵活、高效地解决复杂的并发问题。
