JUC Reentrantlock原理

本文详细解析了AbstractQueuedSynchronizer(AQS)的工作机制,包括其state属性、FIFO同步队列、等待队列以及Node节点模式。AQS是ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock等锁的基础,通过模板方法模式实现锁的管理。在Reentrantlock中,NonfairSync和FairSync分别代表非公平和公平的锁实现。非公平锁在lock方法中尝试CAS修改state,失败则进入acquire方法。当满足特定条件时,节点从同步队列转移到等待队列并唤醒。出队的条件是当前节点是头节点且释放了锁,且后继节点获取到锁。

AQS是什么?

AbstractQueuedSynchronizer,是一个抽象类,称之为同步器,分为syncfairsyncnofairsync。是lock式锁加锁和解锁真正用到的框架

 

 

特点?

1AQS中用 state 属性来表示是否上锁,在Reentrantlock0表示没有上锁,大于0表示重入了几次锁。在ReentrantReadWriteLockstate分为读状态和写状态

2提供了基于 FIFO 的虚拟队列,类似于 Monitor 的 EntryList

3内部维持了一个等待队列,也是虚拟队列,支持多个条件变量,类似于 Monitor 的 WaitSet

 

exclusiveOwnerThread

表示当前获取到锁的线程

 

Node节点的模式?

AQS中有一个Node类,分为Exclusive独占模式Shared共享模式,如果加的是Reentrantlock锁或写锁,对线程采用Exclusive独占模式;如果加的是读锁,对线程采用Shared共享模式

 

Node节点的waitStatus状态

在阻塞队列/同步队列中除了tail指向的Node的waitStatus为0,其他都为-1,表明它的继任节点需要被唤醒。

在等待队列/条件队列中的Node的waitStatus都为-2,表明正处于等待队列

 

子类Sync主要实现哪些方法?

tryAcquire

tryRelease

tryAcquireShared

tryReleaseShared

isHeldExclusively

 

AQS的底层使用了模板方法模式

 

Reentrantlock原理

 

绿色实现,蓝色继承,红色依赖,Reentrantlock中有三个同步器,Sync,NonfairSync,FairSync

 

 

Reentrantlock非公平同步器原理

内部使用NonfairSync同步器

 

首先lock方法内尝试将state状态CAS改为1,如果不能更改,进入acquire

 

 

出队列的条件是:当前节点是head节点并且当前节点释放了锁资源,且当前节点的后继节点成功获取到锁资源。否则当前节点就无法出队。

【直流微电网】径向直流微电网的状态空间建模与线性化:一种耦合DC-DC变换器状态空间平均模型的方法 (Matlab代码实现)内容概要:本文介绍了径向直流微电网的状态空间建模与线性化方法,重点提出了一种基于耦合DC-DC变换器状态空间平均模型的建模策略。该方法通过对系统中多个相互耦合的DC-DC变换器进行统一建模,构建出整个微电网的集中状态空间模型,并在此基础上实施线性化处理,便于后续的小信号分析与稳定性研究。文中详细阐述了建模过程中的关键步骤,包括电路拓扑分析、状态变量选取、平均化处理以及雅可比矩阵的推导,最终通过Matlab代码实现模型仿真验证,展示了该方法在动态响应分析和控制器设计中的有效性。; 适合人群:具备电力电子、自动控制理论基础,熟悉Matlab/Simulink仿真工具,从事微电网、新能源系统建模与控制研究的研究生、科研人员及工程技术人员。; 使用场景及目标:①掌握直流微电网中多变换器系统的统一建模方法;②理解状态空间平均法在非线性电力电子系统中的应用;③实现系统线性化并用于稳定性分析与控制器设计;④通过Matlab代码复现和扩展模型,服务于科研仿真与教学实践。; 阅读建议:建议读者结合Matlab代码逐步理解建模流程,重点关注状态变量的选择与平均化处理的数学推导,同时可尝试修改系统参数或拓扑结构以加深对模型通用性和适应性的理解。
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