深入理解AQS在并发编程中的应用-优快云博客

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本文详细解析了AQS（AbstractQueuedSynchronizer）在多线程编程中的重要作用，包括其作为锁和同步器框架的基础，以及在CountDownLatch等工具类中的具体实现。AQS的核心组成部分是状态（state）、FIFO队列和获取/释放方法。通过state的管理和线程的排队管理，AQS使得并发控制更加高效和便捷。文章还探讨了CountDownLatch的构造、countDown和await方法的工作原理，展示了AQS如何协助实现线程协作。

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AQS

1、AQS的作用

AQS 是一个用于构建锁、同步器等线程协作工具类的框架，有了 AQS 以后，很多用于线程协作的工具类就都可以很方便的被写出来，有了 AQS 之后，可以让更上层的开发极大的减少工作量，避免重复造轮子，同时也避免了上层因处理不当而导致的线程安全问题，因为 AQS 把这些事情都做好了。

2、AQS内部原理

AQS 最核心的三大部分就是状态、队列和期望协作工具类去实现的获取/释放等重要方法

state 状态

/**
 * The synchronization state.
 */
private volatile int state;

state的含义不是固定不变的，由具体的实现来定义

比如，在 CountDownLatch 工具类里面，state 表示的是需要“倒数”的数量。一开始我们假设把它设置为 5，当每次调用 CountDown 方法时，state 就会减 1，一直减到 0 的时候就代表这个门闩被放开。

state 在 ReentrantLock 中表示的是锁的占有情况。最开始是 0，表示没有任何线程占有锁；如果 state 变成 1，则就代表这个锁已经被某一个线程所持有了。

因为 ReentrantLock 是可重入的，同一个线程可以再次拥有这把锁就叫重入。 state 就会逐渐的往上加，state 的值表示重入的次数。每释放一次就会减一每重入一次就会加一。

我们举两个和 state 相关的方法，分别是 compareAndSetState 及 setState

// Unsafe 里面的 CAS 操作，利用 CPU 指令的原子性保证了这个操作的原子性
protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) {
    return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update);
}



//state为volatile修饰变量 又是基本数据类型所以直接赋值线程安全
protected final void setState(int newState) {
    state = newState;
}

FIFO 队列

AQS 的第二个核心部分，FIFO 队列，即先进先出队列，这个队列最主要的作用是存储等待的线程。假设很多线程都想要同时抢锁，那么大部分的线程是抢不到的，就得需要有一个队列来存放。所以 AQS 的一大功能就是充当线程的“排队管理器”。

获取/释放方法

AQS 的第三个核心部分，获取/释放方法。这些方法是协作工具类的逻辑的具体体现，需要每一个协