并发编程是现代软件开发中不可或缺的一部分，它帮助我们充分利用多核处理器的强大计算能力。Java作为一种多线程编程语言，提供了丰富的并发控制工具。在这些工具中，AbstractQueuedSynchronizer（简称AQS）是实现锁和其他同步器的核心框架。本文旨在介绍AQS的工作原理，并探讨如何利用它来实现自定义的同步器。
什么是AQS？
AQS是Java并发包java.util.concurrent的基础，它在JDK 1.5中被引入。AQS是一个用于构建锁和其他同步组件的框架，它通过一个先进先出（FIFO）的等待队列来管理线程的阻塞和唤醒。
AQS的核心思想是，它维护了一个状态变量来表示同步状态，并且提供了一系列的方法来操作这个状态。子类通过继承AQS并实现它的方法来管理它们的同步状态，这使得开发者能够以一种高效且线程安全的方式实现多种同步机制。
AQS如何工作？
AQ服务器托管网S使用一个int类型的变量来表示同步状态，并提供了一系列的方法来获取和释放状态。当线程尝试获取同步状态而失败时，它会被加入到一个队列中，并在适当的时候被唤醒。AQS为它的子类提供以下核心方法：
-
acquire(int arg)：尝试获取资源，成功则直接返回，失败则进入等待队列。 -
tryAcquire(int arg)：尝试获取资源，由子类实现其具体逻辑。 -
release(int arg)：释放资源，将等待中的后继线程唤醒。 -
tryRelease(int arg)：尝试释放资源，由子类实现其具体逻辑。 -
acquireShared(int arg)：尝试获取共享资源。 -
tryAcquireShared(int arg)：尝试获取共享资源的逻辑实现。 -
releaseShared(int arg)：释放共享资源。
AQS的同步组件实例
AQS是实现锁和其他同步器的基础，许多并发工具都是基于AQS实现的，例如：
-
ReentrantLock：一个可重入的互斥锁。 -
CountDownLatch：允许一个或多个线程等待一系列指定操作的完成。 -
Semaphore：一个计数信号量，用于限制可以访问某些资源的线程数量。 -
CyclicBarrier：允许一组线程互相等待，达到一个公共的障碍点（Barrier）。
自定义AQS同步器
要使用AQS实现自己的同步器，你需要：
- 确定同步状态的含义：你需要决定AQS维护的状态变量代表什么。
-
实现获取和释放同步状态的逻辑：你需要覆盖
tryAcquire(int arg)、tryRelease(int arg)、tryAcquireShared(int arg)和tryReleaseShared(int arg)方法，根据你的同步逻辑来实现它们。 - 管理线程的阻塞和唤醒：使用AQS提供的方法，管理那些因为获取同步状态而失败的线程。
示例：实现一个简单的二元闭锁
让我们实现一个简单的二元闭锁，它的作用类似于CountDownLatch，但只能使用一次。
import java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer;
class BinaryLatch {
private static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
boolean isSignalled() {
return getState() != 0;
}
protected int tryAcquireShared(int ignore) {
return isSignalled() ? 1 : -1;
}
protected boolean tryReleaseShared(int ignore) {
setState(1); // 状态设置为1表示闭锁开启
return true; // 现在其他线程可以获取这个闭锁
}
}
private final Sync sync = new Sync();
public void signal() {
sync.releaseShared(1);
}
public void await() throws InterruptedException {
sync.acquireSharedInterrupti服务器托管网bly(1);
}
}在这个例子中，状态变量表示闭锁是否开启。tryAcquireShared(int arg)方法检查闭锁是否开启，如果开启则允许共享获取；tryReleaseShared(int arg)方法将状态设置为1，表示闭锁已经开启。
结论
AQS是Java并发编程中的一个强大工具，它提供了一种高效的方式来处理多线程中的同步问题。了解和掌握AQS可以帮助你更好地理解Java的并发机制，并能够实现自定义的同步器来满足特定的需求。通过实践和探索AQS的不同用途，你将能够深入理解并发编程的内在原理，并提升你的Java编程技能。
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