东莞网站设计案例,阿里建站价格,wordpress播放下载,建筑网站制作目录 AQS简介AQS的设计思路AQS的核心组成部分 状态#xff08;State#xff09;同步队列#xff08;Sync Queue#xff09;条件队列#xff08;Condition Queue#xff09; AQS的内部实现 节点#xff08;Node#xff09;锁的获取与释放 独占锁共享锁 条件变量 AQS的应…目录 AQS简介AQS的设计思路AQS的核心组成部分 状态State同步队列Sync Queue条件队列Condition Queue AQS的内部实现 节点Node锁的获取与释放 独占锁共享锁 条件变量 AQS的应用案例 ReentrantLockCountDownLatchSemaphore 总结参考文献 AQS简介 AbstractQueuedSynchronizerAQS是Java并发包java.util.concurrent中用于构建锁和同步器的基础框架。AQS通过一个FIFOFirst In First Out等待队列来管理获取锁的线程提供了独占模式和共享模式两种同步方式。 AQS的设计目标是简化开发人员在实现自定义同步器时的复杂性。通过继承AQS并实现其抽象方法开发人员可以轻松创建功能强大的同步器。 AQS的设计思路 AQS的设计基于两个关键思想 状态管理使用一个volatile类型的整数变量来表示同步状态通过CAS操作Compare And Swap来更新状态。队列管理使用一个FIFO队列来管理等待获取锁的线程。 这种设计方式使得AQS既能保证线程的安全性又能提供高效的性能。 AQS的核心组成部分 状态State AQS通过一个整数变量来表示同步状态。这个变量可以表示不同的含义例如 对于独占锁0表示未锁定1表示已锁定。对于共享锁可以表示当前可用的资源数量。 状态变量通过volatile关键字修饰确保其在多个线程之间的可见性。 同步队列Sync Queue 同步队列是一个FIFO队列当线程无法获取锁时它们会被加入到该队列中。队列中的每个节点都表示一个等待的线程。 条件队列Condition Queue 条件队列用于管理那些调用了条件变量的await方法后进入等待状态的线程。条件队列与同步队列类似都是FIFO队列。 AQS的内部实现 节点Node AQS的队列是由Node节点组成的。每个Node节点包含以下几个重要字段 thread表示当前节点所代表的线程。nextWaiter用于条件队列指向下一个等待的节点。waitStatus表示节点的等待状态。 Node节点的等待状态包括 CANCELLED节点已取消。SIGNAL节点需要唤醒。CONDITION节点在条件队列中等待。PROPAGATE下一个acquireShared需要无条件传播。 锁的获取与释放 独占锁 独占锁意味着一次只能有一个线程持有锁。独占锁的获取与释放通过以下方法实现 acquire(int arg)尝试获取独占锁如果失败则加入同步队列。release(int arg)释放独占锁成功后唤醒同步队列中的下一个节点。 独占锁的获取逻辑主要通过tryAcquire方法实现开发人员需要重写该方法来定义锁的获取规则。 共享锁 共享锁允许多个线程同时持有锁。共享锁的获取与释放通过以下方法实现 acquireShared(int arg)尝试获取共享锁如果失败则加入同步队列。releaseShared(int arg)释放共享锁成功后唤醒同步队列中的下一个节点。 共享锁的获取逻辑主要通过tryAcquireShared方法实现开发人员需要重写该方法来定义锁的获取规则。 条件变量 AQS还提供了条件变量的支持通过ConditionObject类来实现。条件变量的核心方法包括 await()当前线程进入等待状态加入条件队列。signal()唤醒条件队列中的一个节点。signalAll()唤醒条件队列中的所有节点。 条件变量的实现依赖于Node节点的CONDITION状态。当线程调用await方法时节点会被加入到条件队列并将其状态设置为CONDITION。 AQS的应用案例 ReentrantLock ReentrantLock是一种可重入的独占锁它通过继承AQS并实现其抽象方法来实现锁的功能。主要包括以下几个步骤 实现tryAcquire方法定义独占锁的获取逻辑。实现tryRelease方法定义独占锁的释放逻辑。使用同步队列来管理等待的线程。 CountDownLatch CountDownLatch是一种同步工具类它允许一个或多个线程等待直到其他线程执行完毕。它也基于AQS实现主要包括以下步骤 实现tryAcquireShared方法定义共享锁的获取逻辑。实现tryReleaseShared方法定义共享锁的释放逻辑。使用一个计数器来表示需要等待的线程数量。 Semaphore Semaphore是一种计数信号量它允许多个线程访问一定数量的共享资源。它的实现步骤与CountDownLatch类似 实现tryAcquireShared方法定义共享锁的获取逻辑。实现tryReleaseShared方法定义共享锁的释放逻辑。 总结 AbstractQueuedSynchronizerAQS是Java并发包中的核心组件为实现锁和其他同步器提供了基础框架。通过管理同步状态和等待队列AQS能够高效地处理多线程并发问题。开发人员可以通过继承AQS并实现其抽象方法轻松创建自定义的同步器。 本文详细介绍了AQS的概念、设计思路、核心组成部分及其内部实现机制并通过ReentrantLock、CountDownLatch和Semaphore的案例展示了AQS在实际应用中的使用方法。理解AQS的工作原理对于掌握Java并发编程至关重要。 参考文献 Doug Lea, “A Scalable Synchronization Mechanism for Java”Java Concurrency in PracticeJava官方文档Java并发编程的艺术 通过本文的详细讲解希望读者能够深入理解AQS的工作原理并能够在实际编程中灵活运用这一强大的工具。