AQS总结

最新推荐文章于 2025-05-05 15:40:50 发布
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yuyan_jia
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Java & AQS & Semaphore & 总结
说淑人的所思所想
10-29 987
Semaphore @ 信号量类是俗称“三剑客”的三类常用线程控制工具之一，主要用于对流量进行协调控制以达到通常意义上限流的效果。 信号量的最大线程并发量即为许可数量。 信号量类可以通过释放增加许可数量。 信号量类并不只允许已获取许可的线程释放许可。 许可的初始数量并不代表上限。 信号量类支持公平/非公平两种访问策略。 信号量类基于AQS类的共享模式实现。
Java & AQS & CyclicBarrier & 总结
说淑人的所思所想
10-28 823
CyclicBarrier @ 循环栅栏类是俗称“三剑客”的三类常用线程控制工具之一，用于通过批量拦截/释放确保指定数量的线程同时开始/结束对资源的访问。 循环栅栏可能会被损坏。 循环栅栏类直接基于ReentrantLock @ 可重入锁类，间接基于AQS类的独占模式实现。
Java & AQS & 总结
说淑人的所思所想
10-28 1869
AQS类是Java设计用于在并发环境下保护资源的API。 AQS类将“安全/同步”概念交由子类明确/实现。 AQS类是J.U.C包下各类线程控制工具的底层实现方案。
java aqs总结
qq_34239851的博客
08-24 201
文章目录前言一、什么是AQS二、AQS的基本结构1.内部子类node1.1 节点状态的值1.2 父类的主要属性1.3 小结三、从ReentrantLock学习AQS1. ReentrantLock中的内部类含义2. ReentrantLock非公平锁的加锁流程3. ReentrantLock公平锁加锁流程4. ReentrantLock解锁流程5. 获取锁失败，是如何加入等待队列的呢？6. 小节四、总结 前言 这篇文章描述的是关于java Aqs框架的整体个人总结，从数据结构，lock接口的角度出发 一、什
深读源码-java同步系列之AQS总结篇
每天叫醒自己的不是闹铃 是娟 是梦 是理想。
05-24 217
问题 （1）AQS的定位？ （2）AQS的重要组成部分？ （3）AQS运用的设计模式？ （4）AQS的总体流程？ 简介 AQS的全称是AbstractQueuedSynchronized，它的定位是为Java中几乎所有的锁和同步器提供一个基础框架。 在之前的章节中，我们一起学习了ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock、Semaphore、CountDownLatch的源码，今天我们一起来对AQS做个总结。 状态变量state AQS中定义了一个状态变量st
JUC之AQS总结
define_us的专栏
12-27 192
转载 https://www.cnblogs.com/liqiangchn/p/11960944.html 简单而言 AQS内部维护了这样一个CLH队列。这样，只要具体的锁的实现利用这个队列（调用acquire release）就可以了。 acquire的第一步，尝试CAS直接修改状态。 如果失败了，那就老老实实去排队吧 获取失败的线程，加入到同步队列的队尾；加入到队列中后，如果当前节点的前驱节点为头节点再次尝试获取同步状态 如果头节点的下一个节点尝试获取同步状态失败后，会进入等待状态 如果抢占成功
多线程——AQS总结
weixin_41960204的博客
07-10 275
AQS 总结 AQS 是什么？ AQS 是 AbstractQueuedSynchronizer 的简称，也被称为抽象给队列同步器，它是一个抽象类。它提供了一个框架，用于实现依赖先进先 出(FIFO)等待队列的阻塞锁和相关的同步器(信号量、事件等)，这个类被设计为大多数类型的同步器的有用依据。 AQS 的数据结构什么？ AQS 的实现是基于FIFO队列的，它是一个双向队列 AQS 内部类有哪些? AQS 的内部类主要是 Node 和 ConditionObject AQS 的状态属性:
【并发】AQS总结
flora
01-28 132
AQS总结整体获取锁 整体 获取锁
JAVA锁和AQS总结
H_g_y_的博客
07-13 243
锁的概念 因为操作系统是分片运行的，当一段公有数据在一个分片段同时被多个线程访问就换涉及到数据安全问题，因为此操作是非原子性的。锁就是用了解决这一数据不安全问题的，它的作业是保证这一时间段的操作是原子性的，从而保证数据的安全。 java的synchronized java的synchronized是系统提供的一个关键字，可用来修饰方法和代码块，被修饰的代码在多线程的情况下会对该区域代码上锁，保证代码执行的原子性。 synchronized锁升级 无锁，即没有给对象上锁。 偏向锁，对象偏向于某一个线程上的锁。
AQS小总结
opt1997的博客
10-30 632
AQS归纳小结，适合已有AQS基础的人，用于复习巩固
AQS源码总结
u014753478的博客
10-12 174
本文参考文章：万字超强图文讲解AQS以及ReentrantLock应用 1. CLH队列的头结点和尾结点都是虚拟节点，头结点可以理解为哨兵节点。并且为了节省内存都是lazy initialized. 并且头结点如果存在，可以保证部位CANCELLED状态 2. 在doAcquireNanos(int args, long nanosTimeout)方法中，也就是具有超时功能的获取锁的过程中，并不是一开始就park住线程的，有一个自旋阈值，如果超过了在挂起，因为如果时间没有超过1000 nanosseco
JDK_AQS解析
11-10
### 总结 综上所述，`AbstractQueuedSynchronizer`提供了一种通用的方式来实现锁和同步组件。通过对关键方法的理解和分析，我们可以更好地理解Java并发库中的同步组件是如何工作的。AQS的设计不仅提高了锁的可重用性...
Java & Condition/AQS & ConditionObject & 总结
说淑人的所思所想
10-28 1100
ConditionObject @ 条件对象类用于管理AQS访问线程。 条件对象类用于对暂时失去同步意愿的线程进行管理。 条件对象类只支持对独占线程进行管理。 条件对象类是非静态的公共类。
【HTML5】老式放映机原理-实现图片无缝滚动
weixin_41798072的博客
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HTML5中js，老式放映机实现图片无缝滚动
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基于 HTML5 的贪吃蛇小游戏实现
2401_88691693的博客
05-05 954
在 Web 开发的世界中，利用 HTML、CSS 和 JavaScript 构建有趣的互动游戏是一项充满乐趣和挑战的任务。本文将详细介绍一个基于 HTML5 的贪吃蛇小游戏的实现过程，通过对代码的解析，带你了解如何打造一个经典的贪吃蛇游戏，并在网页上流畅运行。游戏中的每个方块（蛇身、苹果和空白区域）都是一个绝对定位的。布局，方便用户通过点击来控制蛇的移动方向。），通过设置不同的背景颜色来区分它们，如蛇身是绿色（类名为。游戏的界面主要由一个表示游戏地图的。），苹果是深红色（类名为。）、用于显示操作按钮的。
infor：数字化转型助力制造企业蜕变.pdf
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Java AQS
04-29
<think>好的，我现在需要回答用户关于Java中AQS的使用和原理的问题。用户之前已经询问过Redis分布式锁的实现，现在转向并发编程中的AQS，这是一个比较深入的主题。我需要结合用户提供的站内引用，确保回答准确且符合用户的需求。 首先，我要理解用户的需求。用户明确想了解AQS的使用和原理，可能需要详细的步骤和示例。用户提供的引用内容涵盖了AQS的核心方法、实现步骤、继承关系以及基本原理，这些都需要整合到回答中。 接下来，我需要组织回答的结构。通常，技术原理的解析可以分为概述、核心组成、工作原理、使用步骤、源码解析、应用场景和常见问题等部分。根据用户提供的引用，特别是引用[2]中的JUC用法套路，可以分步骤说明如何实现AQS的子类。 在引用中，提到AQS的关键方法如tryAcquire、tryRelease等，以及子类继承AQS的步骤，这些都需要详细说明。例如，用户引用[1]中列出了五个模板方法，必须解释每个方法的作用和如何重写。同时，引用[4]提到AQS通过CLH队列管理线程阻塞，这部分需要解释其工作原理。 需要注意用户之前的对话历史，用户可能已经熟悉分布式锁的实现，但AQS属于底层同步框架，可能需要从基础讲起，但保持一定的深度。此外，用户可能希望看到代码示例，例如如何实现一个自定义的锁或同步器，这可以通过引用[2]中的步骤来展示。 同时，要确保回答符合用户要求的格式：使用中文，行内公式用$...$，独立公式用$$...$$，并添加相关问题。引用需要自然标注，如[^1][^2]等。 现在需要检查是否有遗漏的关键点。例如，AQS的state变量管理、CLH队列的实现、独占模式和共享模式的区别，以及如何通过AQS实现常见的同步工具如ReentrantLock、Semaphore等。这些内容在用户提供的引用中都有涉及，需要整合到回答中。 此外，用户可能对AQS的底层数据结构感兴趣，比如CLH队列变体的工作原理，节点状态（CANCELLED、SIGNAL等）的管理，这些在引用[3]和[4]中提到，需要简要说明。 最后，生成的相关问题需要与AQS相关，比如与ReentrantLock的关系、公平与非公平锁的实现、AQS的性能优化等，确保问题具有针对性，帮助用户进一步学习。 总结回答的结构： 1. AQS概述：定义、作用、设计目标。 2. 核心组成：state变量、CLH队列、模板方法。 3. 工作原理：获取和释放资源的流程，独占与共享模式。 4. 使用步骤：如何继承AQS并实现自定义同步器。 5. 源码解析：关键方法如acquire、release的内部实现。 6. 应用场景：举例说明AQS在JUC中的应用。 7. 常见问题：如重入实现、公平性控制等。 在写作过程中，要确保每个部分都参考了用户提供的引用内容，并正确标注引用来源。例如，在解释模板方法时引用[1]，在实现步骤中引用[2]，在CLH队列部分引用[3][4]等。 需要特别注意避免技术错误，例如正确区分独占和共享模式的方法，正确描述state变量的使用，以及CLH队列的工作机制。同时，代码示例要简明，如展示一个简单的Mutex实现，帮助用户理解如何重写tryAcquire和tryRelease。 最后，确保语言流畅，结构清晰，符合用户要求的系统级指令，如正确使用LaTeX格式，添加相关问题，引用标注自然。</think>### Java AQS 使用与原理详解 --- #### 一、AQS 核心概述 **AbstractQueuedSynchronizer（AQS）** 是 Java 并发包（JUC）的底层同步框架，为构建锁（如 `ReentrantLock`）和同步器（如 `Semaphore`、`CountDownLatch`）提供了一套通用模板。其核心思想是通过 **CLH 队列**（变体的双向链表）管理线程阻塞与唤醒，通过 **状态变量**（`state`）控制资源访问。 --- #### 二、AQS 核心组成 1. **状态变量 `state`** - 表示共享资源的状态（如锁的重入次数、信号量剩余许可数）。 - 通过 `volatile` 保证可见性，通过 CAS 操作保证原子性修改[^4]。 2. **CLH 队列** - 由 `Node` 节点构成的队列，存储等待线程。 - 每个节点包含线程引用、等待状态（如 `CANCELLED`、`SIGNAL`）和前后指针[^3]。 3. **模板方法模式** AQS 定义 **5 个需子类实现的方法**，控制资源获取与释放逻辑[^1]： ```java protected boolean tryAcquire(int arg) // 独占模式获取资源 protected boolean tryRelease(int arg) // 独占模式释放资源 protected int tryAcquireShared(int arg) // 共享模式获取资源 protected boolean tryReleaseShared(int arg) // 共享模式释放资源 protected boolean isHeldExclusively() // 是否独占资源（Condition 相关） ``` --- #### 三、AQS 工作原理 ##### 1. 独占模式（如 `ReentrantLock`） - **资源获取**： ```java public final void acquire(int arg) { if (!tryAcquire(arg) && acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)) selfInterrupt(); } ``` 1. 调用 `tryAcquire` 尝试直接获取资源。 2. 失败则创建独占节点加入队列，通过自旋+CAS 竞争资源。 3. 若线程被中断，恢复中断状态[^4]。 - **资源释放**： ```java public final boolean release(int arg) { if (tryRelease(arg)) { Node h = head; if (h != null && h.waitStatus != 0) unparkSuccessor(h); // 唤醒后继节点 return true; } return false; } ``` ##### 2. 共享模式（如 `Semaphore`） - 类似独占模式，但允许多线程同时获取资源，通过 `tryAcquireShared` 返回剩余资源数。 - 典型场景：`CountDownLatch` 的 `countDown()` 和 `await()` 方法。 --- #### 四、实现自定义同步器的步骤（参考 JUC 用法[^2]） 1. **定义同步器类**，内部继承 `AbstractQueuedSynchronizer`： ```java public class MyLock { private final Sync sync = new Sync(); private static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer { @Override protected boolean tryAcquire(int arg) { // 实现资源获取逻辑 if (compareAndSetState(0, 1)) { setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread()); return true; } return false; } @Override protected boolean tryRelease(int arg) { if (getExclusiveOwnerThread() != Thread.currentThread()) throw new IllegalMonitorStateException(); setExclusiveOwnerThread(null); setState(0); return true; } } public void lock() { sync.acquire(1); } public void unlock() { sync.release(1); } } ``` 2. **选择模式**：根据需求选择 **独占** 或 **共享** 模式，重写对应方法。 3. **调用 AQS 核心方法**： - 在自定义方法中调用 `acquire()`、`release()` 或 `acquireShared()`、`releaseShared()`。 --- #### 五、源码级关键设计 1. **CLH 队列优化** AQS 使用 **虚拟头节点** 简化队列操作，通过 `prev` 和 `next` 指针维护线程等待顺序。 2. **状态变量 `state` 的 CAS 操作** ```java protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) { return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update); } ``` 3. **公平性与非公平性控制** - **公平锁**：`tryAcquire` 检查队列是否有等待线程。 - **非公平锁**：直接竞争资源，可能插队（如 `ReentrantLock` 默认模式）[^1]。 --- #### 六、AQS 应用场景 1. **互斥锁**（`ReentrantLock`） 2. **信号量**（`Semaphore`） 3. **倒计时门闩**（`CountDownLatch`） 4. **循环屏障**（`CyclicBarrier`） 5. **读写锁**（`ReentrantReadWriteLock`） --- #### 七、常见问题解决方案 1. **可重入性实现** 在 `tryAcquire` 中检查当前线程是否已持有锁，并更新 `state` 值： ```java if (getExclusiveOwnerThread() == currentThread()) { setState(getState() + 1); // 重入次数+1 return true; } ``` 2. **超时获取锁** 使用 `tryAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout)` 方法，结合自旋和 `LockSupport.parkNanos()`。 3. **条件变量（Condition）** AQS 内部类 `ConditionObject` 实现条件队列，通过 `await()` 和 `signal()` 管理线程等待与唤醒。 --- $$ \text{性能公式：吞吐量} = \frac{\text{有效资源操作次数}}{\text{总时间}} \propto \text{CLH 队列调度效率} $$ --- ### 相关问题 1. AQS 如何通过 `state` 变量实现不同同步器（如信号量与锁）？ 2. 公平锁与非公平锁在 AQS 中的具体实现差异是什么？ 3. AQS 的 `ConditionObject` 如何与 CLH 队列协作？ 4. 为什么 AQS 使用 CLH 队列变体而非原始 CLH 队列？ 5. 在高并发场景下，AQS 可能存在哪些性能瓶颈？如何优化？ --- 以上内容综合参考了 AQS 的模板方法设计[^1]、JUC 实现套路[^2]、CLH 队列原理[^3] 和资源竞争机制[^4]。
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