AQS的初步理解

最新推荐文章于 2025-07-02 22:37:38 发布
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分类专栏： JUC并发编程 文章标签： 面试 jvm 职场和发展
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/Lin_XXiang/article/details/130269641
AQS是一个抽象的队列同步器，用于实现多线程访问共享资源的同步框架。它维护一个共享资源状态和FIFO线程等待队列。AQS支持独占式（如ReentrantLock）和共享式（如Semaphore,CountDownLatch）两种锁机制，线程在访问资源时需获取相应锁，未获取则进入等待队列。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

1、AQS的定义

          AQS ( Abstract Queued Synchronizer ）是一个抽象的队列同步器，通过维护一个共享资源状态（ Volatile Int State ）和一个先进先出（ FIFO ）的线程等待队列来实现一个多线程访问共享资源的同步框架。

        AQS主要是为每个共享资源设置一个锁，线程去访问共享资源的时候，首先就要先获取这个锁，如果获取到了这个锁之后，才可以在线程中使用对应的共享资源。如果没有获取到这个锁，那么就需要放到线程等待队列中，等待下一次的资源调度。其中ReentrantLock，Semaphore，CountDownLatch这些同步类的实现都是依赖于AQS。

 2、AQS有两种共享资源方式（独占式与共享式）

  • 独占式：只有一个线程能执行，具体的 Java 实现有 ReentrantLock。

        独占锁：

                acquire、tryAcquire：锁的获取
                tryAcquireNanos：锁的获取，可以设置超时时间
                release、tryRelease：锁的释放
                isHeldExclusively：判断同步器是否处于独占模式

  • 共享式：多个线程可同时执行，具体的 Java 实现有 Semaphore和CountDownLatch。

        共享锁：

                acquireShared、tryAcquireShared：锁的获取
                tryAcquireSharedNanos：锁的获取，可以设置超时时间
                releaseShared、tryReleaseShared：锁的释放

【Java多线程】JUC之深入队列同步器(AQS)（一）实现细节解析
墩墩分墩
12-26 971
**AbstractQueuedSynchronizer`抽象队列同步器，简称AQS`,位于` java.util.concurrent.locks 包`下，是用来构建锁或者其他同步组件的`单机多线程基础框架`** - AQS使用`模版模式`，他内置了` 获取锁、释放锁`的方法，**子类继承AQS后无需关心锁获取失败或成功之后的操作，子类应该定义一个`非公开的内部类继承AQS`，`重写锁获取或释放的条件判断的抽象方法`即可使用**； - 内部维护一个`成员变量volatile int state(共
初步理解AQS
mine_song的博客
05-04 470
初步理解AQS
Java AQS初步介绍
大象的博客
06-10 508
前言： AQS作为JUC中各种同步器和锁的基础框架，如果直接看译文可能有点模棱两可，这里先给出一点AQS的基本介绍，方便后续译文的理解。 成员变量： private transient volatile Node head; private transient volatile Node tail; private volatile int state; 成员方法： /** 独占...
AQS的初步了解
爪哇人的博客
06-21 447
目录1 什么是AQS2 ReentrantLock加锁和释放锁的底层原理AQS（AbstractQueuedSynchronizer）: 是jdk提供的一个同步框架，内部维护着FIFO双向队列，即CLH同步队列。AQS依赖它来完成同步状态的管理（volatile修饰的state，用于标志是否持有锁）。如果获取同步状态state失败时，会将当前线程和等待信息构建成一个Node节点。将Node放到FIFO队列中，同时阻塞当前线程，当前线程同步状态state释放时，会把FIFO队列中的首节点唤醒，使其获取同步状态
理解AQS
11-03 294
1.前置知识 公平锁和非公平锁 可重入锁 LockSupport 自旋锁（CAS） 数据结构之链表 设计模式之模板设计模式 2.是什么 1）字面意思：抽象的队列同步器 抽象的：说明是个抽象类，提供了很多模板方法供子类实现 队列：对抢不到锁的队列进行管理 同步器： 2）技术解释 是用来构建锁或者其他同步组件的重量级基础框架， 通过内置的FIFO队列来完成资源获取线程的排队工作，并通过一个int类型变量表示持有锁的状态。 是整个JUC体系的基石。（FIFO队列 + state...
深入理解AbstractQueuedSynchronizer(AQS)
小斜同学的博客
01-21 584
AQS，全称是AbstractQueuedSynchronizer，中文译为抽象队列式同步器。这个抽象类对于JUC并发包非常重要，JUC包中的ReentrantLock，，Semaphore，ReentrantReadWriteLock，CountDownLatch等等几乎所有的类都是基于AQS实现的。
java并发框架aqs,深入理解Java并发框架AQS系列（二）：AQS框架简介及锁概念
weixin_31992389的博客
03-15 112
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初步了解AQS是什么(一)
weixin_33705053的博客
04-07 912
了解AQS 简介 AbstractQueueSynchronized的缩写，也叫抽象的队列式同步器。定义了一套多线程访问共享资源的同步器框架。 字如其名，他是一个抽象类，所以大部分同步类都是继承于它，然后重写部分方法即可。 比如说ReentrantLock/Sema phore/CountDownLatch都是AQS的具体实现类。 功能 AQS维护了一个共享资源State和一个FIFO的等待队列，...
AQS全面解析
Jak的博客
04-17 1195
一、前置知识 二、是什么 2.1 字面意思 抽象的队列同步器 通常地，AbstractQueuedSynchronizer简称为AQS 2.2 技术翻译 是用来构建锁或者其它同步器组件的重量级基础框架及整个JUC体系的基石，通过内置的FIFO队列来完成资源获取线程的排队工作，并通过一个int类变量表示持有锁的状态。 三、AQS为什么是JUC内容中最重要的基石 3.1 和AQS有关的 3.1.1 ReentrantLock 3.1.2 CountDownLatch
AQS介绍
weixin_38568503的博客
03-17 1426
AQS是什么： 代码演示：
AQS是什么？理解并发编程中的关键概念
介绍AQS概念 ## 1.1 什么是AQS AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是Java并发包中的一个基础框架，用于构建同步器。它是一个抽象类，在并发编程中扮演着关键角色。AQS提供了一套底层语义和工具，可以用于实现各种...
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nswdiphone6的博客
03-20 444
写在前面，本文受启与养兔子的大神，并在他文章的基础上添加了一些自己的理解。 AQS(Abstract Queued Synchronzied) AQS的底层其实就是 “操作系统基础” 中的状态量和锁的V-P操作。 AQS就是JDK中为“线程同步”提供的一套基础工具类，其实就是一个类而已，其上文讲到的同步组件(CountDownLatch，CyclicBarrier，Semaphore)（因此AQS就成了非常重要的一个知识点，因为基于它可以写出JAVA中的很多“锁”类。比如此文要分析的ReentrantLoc
synchronized底层实现原理与ReentrantLock初步理解
仰望星空
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前言:在慕课网上学习剑指Java面试-Offer直通车时所做的笔记,供本人复习之用,比较难,我也没大懂,只记录大概意思以后有接触了再改,想要详细解说的不建议看这篇博客. 目录 第一章 对象在内存中的布局 第二章 Monitor 2.1 Monitor在字节码中的表示 第三章 锁的优化 3.1 自旋锁与自适应自旋锁 3.1.1 自旋锁 3.1.2 自适应自旋锁 3.2 锁消除 3...
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十年金融行业经验是稀缺优势，面试时需突出“金融业务理解+技术落地能力”的复合竞争力，例如：“在XXX自动化测试框架中，我们特别设计了符合PCI-DSS合规要求的用例加密模块，这对金融企业的安全测试至关重要”。保持每日行动节奏感，焦虑会随计划推进逐渐转化为掌控感！
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<think>嗯，用户让我谈谈对AQS的理解。AQS是AbstractQueuedSynchronizer的缩写，对吧？这是Java并发编程中非常重要的一个类。我记得它是在java.util.concurrent.locks包下，由Doug Lea设计的。它的主要作用是为实现同步器提供框架，比如ReentrantLock、Semaphore这些常用的同步工具都是基于AQS构建的。 首先，我需要回顾一下AQS的核心思想。AQS使用了一个int类型的state变量来表示同步状态，通过内置的FIFO队列来管理线程的排队工作。这样，开发者不需要自己处理复杂的线程阻塞和唤醒机制，只需要关注state的获取和释放逻辑。 用户可能想知道AQS的工作原理。比如，state变量是如何被操作的？我记得它是通过CAS（Compare and Swap）操作来保证线程安全的。比如，当线程尝试获取锁时，会检查state的值，如果是0，表示锁没有被占用，然后通过CAS将state设为1，成功的话就获取锁；否则，线程会被放入队列中等待。 接下来，AQS中的队列是CLH队列的变种，这是一个双向队列，每个节点代表一个等待的线程。节点中包含了线程的引用以及等待状态等信息。当线程无法获取锁时，会被构造成节点加入队列尾部，并在适当的时候被唤醒。 然后，用户可能关心的是AQS如何实现不同的同步器。比如，独占模式和共享模式的区别。独占模式下，只有一个线程能获取资源，如ReentrantLock；而共享模式下，多个线程可以同时获取，如Semaphore。AQS通过不同的模板方法来实现这两种模式，比如tryAcquire和tryAcquireShared。 我还需要提到AQS的模板方法模式。开发者需要重写特定的方法，比如tryAcquire、tryRelease、tryAcquireShared、tryReleaseShared等，来定义自己的同步逻辑。而AQS会处理线程的排队、阻塞和唤醒，这样开发者不需要关心底层的队列管理。 可能用户会问，为什么AQS这么重要？因为它抽象出了同步器的核心部分，让开发者可以更专注于业务逻辑，而不必重复实现复杂的线程调度。这也是Java并发包中许多工具高效可靠的原因。 另外，可重入性是如何实现的？比如ReentrantLock，当同一个线程多次获取锁时，state会递增，每次释放递减，直到为0才完全释放。这需要在tryAcquire和tryRelease方法中处理当前线程的判断和state的增减。 还有，AQS如何处理中断和超时？比如tryAcquireNanos方法允许线程在指定时间内获取锁，超时则返回false。而acquireInterruptibly方法支持响应中断，这些都需要在节点状态和唤醒机制中处理。 可能我还需要举几个例子，比如CountDownLatch，它的内部类Sync继承自AQS，初始化时state设为计数器的值，每次countDown()调用releaseShared，而await()调用acquireShared，直到state为0。 不过，用户可能对底层实现细节感兴趣，比如节点的入队和出队过程，如何确保线程安全，以及自旋和阻塞的平衡。比如，在入队时，可能使用CAS来保证原子性，而为了避免过多的CPU自旋，可能会在几次尝试后进入阻塞状态，依赖前驱节点的信号来唤醒。 还有，取消节点的情况如何处理？比如在获取锁超时或中断时，节点需要从队列中移除，并重新调整队列的状态，确保后续节点能正确被唤醒。 可能用户还会问到公平与非公平锁的区别。在AQS中，公平锁严格按照队列顺序获取锁，而非公平锁允许插队，新来的线程可能先尝试获取锁，而不是直接排队，这样提高了吞吐量但可能导致饥饿。 总结一下，AQS通过模板方法将同步状态的管理和线程排队机制抽象出来，让开发者可以灵活实现各种同步器，同时保证了高效和可靠性。理解AQS对于掌握Java并发编程至关重要，它是许多高级同步工具的基础。</think>AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是 Java 并发编程的核心基础框架，用于构建锁和其他同步工具（如 `ReentrantLock`、`Semaphore`、`CountDownLatch` 等）。其核心思想是通过 **共享资源的状态管理** 和 **线程排队机制** 实现高效的线程同步。以下是关键点的总结： --- ### **1. 核心思想** - **同步状态（`state`）**： 通过一个 `volatile int` 变量表示资源状态（如锁的持有次数、信号量剩余量等），通过 CAS（Compare and Swap）操作保证原子性修改。 - **队列管理**： 使用一个 **CLH 变体的双向队列**（FIFO）管理竞争资源的线程。队列中的每个节点（`Node`）封装了等待线程的信息及其等待状态（如是否被取消）。 --- ### **2. 核心机制** #### **(1) 资源访问模式** - **独占模式（Exclusive）**： 资源仅允许一个线程持有（如 `ReentrantLock`）。通过 `tryAcquire` 和 `tryRelease` 定义获取/释放逻辑。 - **共享模式（Shared）**： 资源允许多个线程共享（如 `Semaphore`、`CountDownLatch`）。通过 `tryAcquireShared` 和 `tryReleaseShared` 实现。 #### **(2) 线程阻塞与唤醒** - 当线程获取资源失败时，会被封装为 `Node` 加入队列尾部，并通过 `LockSupport.park()` 阻塞。 - 当资源释放时，AQS 按队列顺序唤醒后续节点中的线程（公平性由实现决定）。 --- ### **3. 关键实现细节** #### **(1) 模板方法模式** 开发者需重写以下方法定义资源管理逻辑： - **独占模式**：`tryAcquire(int arg)`、`tryRelease(int arg)` - **共享模式**：`tryAcquireShared(int arg)`、`tryReleaseShared(int arg)` - **是否被当前线程独占**：`isHeldExclusively()` #### **(2) 可重入性** - 如 `ReentrantLock` 通过记录当前持有锁的线程和 `state` 重入次数实现。每次重入时 `state` 递增，释放时递减至 0 才完全释放资源。 #### **(3) 公平性与非公平性** - **公平锁**：严格按队列顺序分配资源，避免饥饿。 - **非公平锁**：允许新线程直接尝试插队获取资源（提高吞吐量）。 --- ### **4. 典型应用** - **ReentrantLock**： 基于 AQS 实现可重入的独占锁，支持公平/非公平策略。 - **Semaphore**： 通过共享模式控制并发线程数，`state` 表示可用许可证数量。 - **CountDownLatch**： `state` 初始化为计数器值，线程调用 `countDown()` 递减，`await()` 阻塞直到 `state` 归零。 --- ### **5. 优势与意义** - **解耦同步逻辑**：AQS 封装了线程排队、阻塞/唤醒等底层操作，开发者只需关注资源状态的管理。 - **高性能**：通过自旋、CAS 和队列优化减少上下文切换。 - **扩展性**：基于模板方法模式，可灵活实现各种同步工具。 --- ### **6. 示例：实现一个简易锁** ```java public class MyLock extends AbstractQueuedSynchronizer { @Override protected boolean tryAcquire(int arg) { if (compareAndSetState(0, 1)) { // CAS 尝试获取锁 setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread()); return true; } return false; } @Override protected boolean tryRelease(int arg) { if (getExclusiveOwnerThread() != Thread.currentThread()) { throw new IllegalMonitorStateException(); } setExclusiveOwnerThread(null); setState(0); // 释放锁 return true; } public void lock() { acquire(1); } public void unlock() { release(1); } } ``` --- ### **总结** AQS 是 Java 并发包的基石，通过将复杂的线程同步问题抽象为 **状态管理** 和 **队列调度**，提供了高度灵活且高效的同步框架。理解其原理对掌握 `ReentrantLock`、`ThreadPoolExecutor` 等工具至关重要，也是优化高并发程序的关键。
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