浅析J.U.C的AQS(一):CountDownLatch

AQS全称AbstractQueuedSynchronizer,顾名思义,是用于同步的队列抽象类。

之所以想浅析AQS,是因为其在J.U.C中颇为重要。事实上,FutureTaskCountDownLatchLock、Semaphore和CyclicBarrier都是通过派生AbstractQueuedSynchronizer来实现功能。baidu

实际上FutureTask等类内部调用AQS的逻辑并不复杂,以CountDownLatch为例:

复制代码
 1 public class CountDownLatchTest
 2 {
 3     //简单的CountDownLatch实例,5个线程都执行完毕后才会输出最后一句话
 4     private final static CountDownLatch CDL_TEST = new CountDownLatch(5);
 5 
 6     public static void main(final String[] args)
 7     {
 8         for (int i = 0; i < 5; i++)
 9         {
10             new Thread()
11             {
12                 @Override
13                 public void run()
14                 {
15                     try
16                     {
17                         Thread.sleep(5000);
18                     }
19                     catch (InterruptedException e)
20                     {
21                         e.printStackTrace();
22                     }
23                     System.out.println(this.getName() + " 结束啦");
24                     CDL_TEST.countDown();
25                 }
26             }.start();
27         }
28 
29         try
30         {
31             CDL_TEST.await();
32         }
33         catch (InterruptedException e)
34         {
35             e.printStackTrace();
36         }
37         System.out.println("终于可以运行了");
38     }
复制代码

 

CountDownLatch的核心函数是await和countDown。这两个函数的源码实现非常简单,就1行:

复制代码
1     public void await() throws InterruptedException {
2         sync.acquireSharedInterruptibly(1);
3     }
4 
5     public void countDown() {
6         sync.releaseShared(1);
7     }
复制代码

那么这个sync内部到底实现了什么了,直接看源码:

 

 

 

复制代码
 1 //sync是AQS的派生类
 2 private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
 3         Sync(int count) {
 4             //设置count,在本例中是5
 5             setState(count);
 6         }
 7 
 8         protected int tryAcquireShared(int acquires) {
 9             //判断state是否为0
10             return (getState() == 0) ? 1 : -1;
11         }
12 
13         protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
14             // count--,返回count是否等于0
15             for (;;) {
16                 int c = getState();
17                 if (c == 0)
18                     return false;
19                 int nextc = c-1;
20                 //CAS操作,设置c为c-1
21                 if (compareAndSetState(c, nextc))
22                     return nextc == 0;
23             }
24         }
25     }
复制代码

 

源码看到现在,CountDownLatchTest是如何实现5个线程都执行完毕才输出最后一句话的内部实现就很明了了:

1.初始化CDL_TEST 的state为5;

2.主线程执行至31行CDL_TEST.await(),此时state!=0,因此阻塞住;

3.5个副线程陆续执行到24行CDL_TEST.countDown(),通过CAS修改state的值。

4.当state为0时,唤醒主线程,主线程继续执行,输出了最后一段话。

 

其中,初始化state、判断state状态和修改state的值是Sync自行实现。而阻塞和唤醒线程则是AQS内部实现的。

那么这个AQS到底是如何实现的了?

请期待下一篇博文。

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