AQS(AbstractQueuedSynchronizer)抽象队列同步机制

AbstractQueuedSynchronizer (AQS) 是 Java 中用于实现同步器的抽象基类,它提供了构建同步器的基本框架和底层实现。AQS 是并发包中很多同步类(如 ReentrantLock、CountDownLatch、Semaphore 等)的基础,它通过内部的等待队列和状态管理机制实现了线程的阻塞、唤醒和同步。

AQS 的核心思想是使用一个整型变量来表示同步状态,通过修改和检查该变量来实现线程的同步和阻塞。AQS 内部维护了一个等待队列,用于存储等待获取同步状态的线程,队列中的线程按照先进先出的顺序进行阻塞和唤醒。AQS 通过实现下面几个核心方法来提供同步器的功能:

1. `getState()`:获取当前同步状态的值。
2. `setState(int newState)`:设置当前同步状态的值。
3. `compareAndSetState(int expect, int update)`:比较并设置当前同步状态的值,支持原子操作。
4. `acquire(int arg)`:尝试获取同步状态,如果获取失败则阻塞当前线程。
5. `release(int arg)`:释放同步状态,并唤醒等待队列中的下一个线程。
6. `tryAcquire(int arg)`:尝试获取同步状态,成功返回 true,失败返回 false。
7. `tryRelease(int arg)`:尝试释放同步状态,成功返回 true,失败返回 false。
8. `tryAcquireShared(int arg)`:尝试以共享模式获取同步状态,成功返回非负数,失败返回负数。
9. `tryReleaseShared(int arg)`:尝试以共享模式释放同步状态,成功返回 true,失败返回 false。

AQS 提供了独占模式和共享模式的同步功能,独占模式用于实现互斥锁的功能,而共享模式用于实现信号量、读写锁等功能。具体使用 AQS 实现自定义同步器时,需要重写上述方法,并根据具体的需求来实现对同步状态的操作和线程的阻塞、唤醒逻辑。

AQS 的设计使得它可以用于构建多种不同类型的同步器,它提供了强大的灵活性和可扩展性。在并发编程中,AQS 是一个重要的基础工具,它简化了同步器的实现,并提供了高效且线程安全的同步机制。

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