AQS框架的定制化能力

AQS简介

• AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是Java并发编程的基础类。
• 用于组织不满足临界条件的线程，如抢锁失败，使用双链表管理。
• 核心变量是state，通过原子操作compareAndSetState更新。

AQS核心方法

• getState()：获取当前状态。
• setState(int newState)：设置新状态。
• compareAndSetState(int expect, int update)：安全地更新状态。
• tryAcquire(int arg)：独占方式尝试获取资源。
• tryRelease(int arg)：独占方式尝试释放资源。
• tryAcquireShared(int arg)：共享方式尝试获取资源。
• tryReleaseShared(int arg)：共享方式尝试释放资源。

基于AQS的同步器

• ReentrantLock：支持公平和非公平模式的可重入锁。
• CountDownLatch：允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。
• Semaphore：控制同时访问某个特定资源的线程数量。

ReentrantLock详解

• 通过内部类Sync扩展AQS，实现锁功能。
• 非公平锁：直接尝试获取锁，如果state为0，则设置为1。
• 公平锁：考虑等待队列中的其他节点，确保公平性。
• lock()：尝试获取锁，失败则进入AQS队列等待。
• tryLock()：尝试立即获取锁，不进入等待队列。
• unlock()：释放锁，唤醒等待队列中的下一个线程。

CountDownLatch详解

• 用于等待一组事件发生后继续执行。
• 通过内部类Sync扩展AQS，state表示剩余事件数。
• countDown()：减少事件数，如果为0则唤醒所有等待线程。
• await()：等待直到事件数为0。

Semaphore详解

• 控制同时访问资源的线程数。
• 通过内部类Sync扩展AQS，state表示可用许可证数量。
• 非公平模式：直接尝试获取许可证。
• 公平模式：考虑等待队列中的顺序。
• acquire()：获取一个许可证，如果不足则等待。
• release()：释放一个许可证，唤醒等待的线程。

总结

• AQS通过state变量和模板方法模式，允许自定义同步器。
• 子类通过重写tryAcquire、tryRelease、tryAcquireShared和tryReleaseShared方法来定义同步逻辑。
• 示例：自定义一个不可重入的独占锁，当state为0时，尝试设置为1表示获取锁。

自定义同步器示例

• 定义一个内部类Sync继承自AQS。
• tryAcquire：当state为0时，尝试获取锁。
• tryRelease：释放锁，确保状态正确。