java aqs原理
Java AQS(AbstractQueuedSynchronizer)是Java并發(fā)編程中的一個(gè)重要工具類,用于實(shí)現(xiàn)同步器和鎖的底層機(jī)制。它提供了一種基于隊(duì)列的、可擴(kuò)展的同步框架,被廣泛應(yīng)用于各種并發(fā)工具和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)。
AQS的原理主要基于兩個(gè)核心概念:狀態(tài)(State)和等待隊(duì)列(Wait Queue)。
狀態(tài)(State):AQS內(nèi)部維護(hù)一個(gè)表示同步狀態(tài)的變量,通過該變量來控制同步操作的進(jìn)行。不同類型的同步器可以根據(jù)自身需求定義不同的狀態(tài)表示。例如,ReentrantLock使用一個(gè)整型變量表示鎖的狀態(tài),表示鎖的可重入次數(shù)。
等待隊(duì)列(Wait Queue):AQS通過一個(gè)FIFO隊(duì)列來管理處于等待狀態(tài)的線程。當(dāng)線程請(qǐng)求獲取同步器的狀態(tài)時(shí),如果發(fā)現(xiàn)狀態(tài)不符合要求,線程將被放入等待隊(duì)列中。等待隊(duì)列中的線程會(huì)按照先進(jìn)先出的順序等待獲取同步器的狀態(tài)。
AQS的核心方法包括:
acquire():當(dāng)線程需要獲取同步器的狀態(tài)時(shí),會(huì)調(diào)用該方法。如果狀態(tài)符合要求,則獲取狀態(tài)并繼續(xù)執(zhí)行;否則線程會(huì)進(jìn)入等待隊(duì)列,并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)被阻塞。
release():當(dāng)線程釋放同步器的狀態(tài)時(shí),會(huì)調(diào)用該方法。釋放操作可能導(dǎo)致等待隊(duì)列中的某個(gè)線程被喚醒,繼續(xù)嘗試獲取同步器的狀態(tài)。
tryAcquire()和tryRelease():用于嘗試獲取和釋放同步器的狀態(tài),如果成功則返回true,否則返回false。
AQS的實(shí)現(xiàn)基于一個(gè)CLH(Craig, Landin, and Hagersten)隊(duì)列鎖的變種,通過CAS(Compare and Swap)操作和volatile變量來保證并發(fā)的正確性和可見性。在AQS的設(shè)計(jì)中,子類需要通過繼承并實(shí)現(xiàn)特定的方法來定義自己的同步器。
總結(jié)起來,Java AQS的原理是基于狀態(tài)和等待隊(duì)列的概念,通過管理線程的狀態(tài)和等待隊(duì)列來實(shí)現(xiàn)同步操作。它提供了底層的同步機(jī)制,為并發(fā)編程提供了強(qiáng)大而靈活的工具。