Java AQS队列同步器详解

女爷i 2023-10-11 22:28 69阅读 0赞

AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是Java中提供的一个抽象的队列同步器，它是并发编程中的重要概念之一。AQS提供了一种基于队列的同步框架，可以用来构建各种类型的同步器，如锁、信号量、倒计时门栓等。

AQS的核心思想是使用一个等待队列来管理线程的竞争和阻塞状态。当线程尝试获取锁或执行某种操作时，如果操作不能立即完成，该线程会被置于等待队列中，并进入阻塞状态。当操作可执行时，AQS会通过内部的算法选择一个线程唤醒并允许其继续执行。

下面是一个简单的例子，说明如何使用AQS实现一个简单的互斥锁：

import java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer;
    
    class Mutex {
        
        private final Sync sync = new Sync();
    
        public void lock() {
        
            sync.acquire(1);
        }
    
        public void unlock() {
        
            sync.release(1);
        }
    
        private static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
        
            @Override
            protected boolean tryAcquire(int acquires) {
        
                return compareAndSetState(0, 1); // 尝试获取锁，设置状态为1
            }
    
            @Override
            protected boolean tryRelease(int releases) {
        
                setState(0); // 释放锁，将状态设置为0
                return true;
            }
    
            @Override
            protected boolean isHeldExclusively() {
        
                return getState() == 1; // 判断当前线程是否持有锁
            }
        }
    }

在上述代码中，我们定义了一个名为`Mutex`的互斥锁类，它使用AQS作为内部同步器。`Mutex`类中的`lock`方法和`unlock`方法分别用于获取锁和释放锁。

在`Sync`类中，我们继承了`AbstractQueuedSynchronizer`并实现了其中的几个关键方法。`tryAcquire`方法尝试获取锁，如果状态为0，则设置状态为1表示锁被获取。`tryRelease`方法用于释放锁，将状态设置为0。`isHeldExclusively`方法用于判断当前线程是否持有锁。

通过上述实现，我们可以使用`Mutex`类创建一个互斥锁对象，然后在多线程环境中使用该锁实现线程的互斥访问。

需要注意的是，AQS是一个底层的同步工具，直接使用AQS可能较为复杂。但它为更高级别的同步器（如ReentrantLock、CountDownLatch等）提供了基础。通过理解AQS的工作原理，可以更好地理解和使用Java并发编程中的各种同步工具。