面试----线程---AQS初识

本文详细解析了AQS(AbstractQueuedSynchronizer)的工作原理,包括其支持的独占式和共享式资源共享方式,以及通过state变量实现的资源访问控制。通过ReentrantLock和CountDownLatch的例子,阐述了CAS操作在资源竞争中的作用,以及自旋锁作为优化手段的应用场景。

AQS是什么?

     字面上看,它被称为抽象队列式的同步器(AbstractQueuedSynchronizer)。简单说,它就是一个同步队列容器。

AQS定义两种资源共享方式:Exclusive(独占、只有一个线程执行,如ReentrantLock)和Share(共享,多个线程可同时执行,如Semaphore/CountDownLatch)。

那什么是独占式?

     在谈synchronized的资源共享实现方式的时候,当线程A访问共享资源的时候,其它的线程全部被堵塞,直到线程A读写完毕,其它线程才能申请同步互斥锁从而访问共享资源。

      以RenentrantLock为例,如何知道共享资源是否有线程正在被访问呢?其实,它有一个state变量初始值为0,表示未锁定状态。当线程A访问的时候,state+1,就代表该线程锁定了共享资源,其他线程将无法访问,而当线程A访问完共享资源以后,state-1,直到state等于0,就将释放对共享变量的锁定,其他线程将可以抢占式或者公平式争夺。当然,它支持可重入,那什么是可重入呢?同一线程可以重复锁定共享资源,每锁定一次state+1,也就是锁定多次。说明:锁定多少次就要释放多少次。

什么是共享式呢?

     以CountDownLatch为例,共享资源可以被N个线程访问,也就是初始化的时候,state就被指定为N(N与线程个数相等),线程countDown()一次,state会CAS减1,直到所有线程执行完(state=0),那些await()的线程将被唤醒去执行执行剩余动作。

     什么是CAS?CAS的定义为Compare-And-Swap,语义为比较并且交换。在深入理解JVM书中,谈到自旋锁,因为锁的堵塞释放对于cpu资源的损害很高,那么自旋锁就是当线程A访问共享资源的时候,其他线程并不放弃对锁的持有,它们在不停循环,不断尝试的获取锁,直到获得锁就停止循环,自旋锁是对于资源共享的一种优化手段,但是它适用于对锁持有时间比较短的情况。

 

参考博客,转载来自  https://www.cnblogs.com/qiuyong/p/7102779.html

### Java JUC AQS 并发编程 抽象队列同步器 使用教程 源码解析 #### 什么是AQS? `AbstractQueuedSynchronizer`(简称AQS),作为Java并发包中的核心组件之一,提供了用于实现锁和其他同步器的基础框架。它不仅简化了锁和同步工具的创建过程,还提高了这些工具的工作效率[^2]。 #### 类图结构与工作原理 AQS的设计围绕着一个FIFO(先进先出)等待队列展开,该队列由多个节点组成,每个节点代表了一个正在等待获取资源的线程。每当有新的竞争者未能立即获得所需资源时,就会被构造成一个新的节点并加入到这个队列之中;而当现有持有者释放其持有的资源之后,则会从队头开始依次唤醒后续等待者去尝试占有资源[^5]。 #### 同步模式分类 为了适应不同场景下的需求,AQS支持两种主要类型的同步方式——独占式以及共享式: - **独占式**:一次只允许单个线程访问临界区,在这种情况下其他任何试图进入同一区域内的请求都将被迫挂起直到前序操作完成为止; - **共享式**:允许多个读取者同时存在而不互相干扰,只要不存在写入动作发生即可保持一致性和安全性[^3]。 #### 自定义同步器的关键接口 对于想要利用AQS来构建特定行为逻辑的新类型而言,开发者通常需要重载以下几个抽象方法以适配具体的应用环境: - `tryAcquire(int arg)` 和 `tryRelease(int arg)` - `tryAcquireShared(int arg)` 及 `tryReleaseShared(int arg)` - `isHeldExclusively()` 上述函数分别对应于独占/共享模式下对资源的操作控制流程,通过合理地覆盖它们可以轻松打造出满足业务特性要求的各种高级别同步原语[^1]。 ```java public class CustomSync extends AbstractQueuedSynchronizer { protected boolean tryAcquire(int acquires) { // 实现具体的独占式获取逻辑 return super.tryAcquire(acquires); } protected boolean tryRelease(int releases) { // 实现具体的独占式释放逻辑 return super.tryRelease(releases); } } ``` #### 队列管理机制详解 在实际运行过程中,AQS内部维护了一条双向链表形式的数据结构用来存储各个待处理的任务单元。每当新成员到来之时便会调用`enqueue()`方法将其追加至末端位置上形成完整的链条关系网状链接,并且借助CAS指令保证整个插入过程的安全可靠性质不受外界因素影响破坏[^4]。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值