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畅游AQS框架的奥秘,独享锁的上锁之路

闲谈

AQS框架下独占锁上锁之路:征服并发编程的利器

一、独占锁的战场:synchronized的峥嵘岁月

在多线程的世界里,并发编程带来了共享资源竞争的难题。为了解决这一难题,Java的synchronized闪亮登场,它将共享资源独占于调用线程,守护其安全和完整。

二、AQS的诞生:超越synchronized的新时代

然而,synchronized的粗犷锁机制逐渐显现其局限性,导致不必要的线程阻塞和并发效率下降。于是,AQS(AbstractQueuedSynchronizer)应运而生,它以更加精细的锁机制为并发编程带来新的希望。

三、剖析AQS上锁流程:独占锁的进阶之路

让我们踏上独占锁上锁流程的探索之旅,逐步揭开AQS的奥秘:

a. 锁状态的探索:探寻独占锁的奥秘

独占锁的上锁之路始于对锁状态的探索,通过调用acquire方法判断锁是否已被其他线程占用。若未被占用,则尝试获取锁;若已被占用,则进入等待队列,静候佳音。

b. 等待队列的加入:有序排列,静候佳音

当独占锁被占用时,当前线程礼貌地加入等待队列,组成一个有序的队列,耐心等待锁的释放。一旦锁被释放,队列中的线程便可依次获取锁,继续前行。

c. CLH队列的出场:优雅的队列管理艺术

AQS框架巧妙地运用了CLH队列来管理等待队列,这种队列以高效、公平的特点著称。它让线程在等待锁释放时,能够更加有序、公平地竞争锁的获取,避免无谓的等待。

d. 唤醒时刻的到来:当锁释放时的欢呼

当锁的持有者释放锁时,等待队列中的线程便会收到唤醒的信号,它们犹如等待开饭的孩子,争先恐后地尝试获取锁。直至最终有一位幸运儿成功夺得锁的归属权,继续执行后续的代码。

e. 公平锁与非公平锁的抉择:公平与效率的权衡

AQS框架提供了公平锁和非公平锁两种选择。公平锁保证了等待队列中的线程按照先后顺序获取锁,而非公平锁则允许线程插队,以提高效率。程序员可以根据具体场景的需要,选择合适的锁类型。

四、独占锁上锁之路的意义:并发编程的新高度

通过对独占锁上锁流程的探索,我们领略了AQS框架的精妙之处。它以更加精细的锁机制为我们带来了更加灵活、高效的并发编程体验,帮助我们编写出更加健壮、高效的并发程序,在并发编程的道路上迈出了坚实的一步。

五、AQS框架的广阔天地

AQS框架的奥秘远不止独占锁上锁流程,它还包含了其他丰富的内容,例如共享锁、条件变量等。这些内容将为你打开并发编程世界的大门,帮助你征服并发编程的挑战,书写属于自己的并发编程传奇。

常见问题解答

1. AQS与synchronized有什么区别?

AQS是一个精细的锁框架,提供了比synchronized更加灵活、高效的锁机制。它支持公平锁、非公平锁、共享锁、条件变量等多种特性,而synchronized仅支持独占锁。

2. AQS的CLH队列有什么好处?

CLH队列是一个高效、公平的等待队列。它可以让线程在等待锁释放时更加有序、公平地竞争锁的获取,避免线程的无谓等待。

3. 如何选择合适的AQS锁类型?

公平锁保证了等待队列中的线程按照先后顺序获取锁,是非公平锁则允许线程插队,以提高效率。程序员可以根据具体场景的需要,选择合适的锁类型。

4. AQS框架有哪些其他应用场景?

AQS框架广泛应用于并发编程中,除了独占锁上锁,还可用于实现共享锁、条件变量、读写锁等并发控制机制。

5. 如何深入学习AQS框架?

深入学习AQS框架,可以参考官方文档、书籍、在线教程等资源。通过实践和实验,可以加深对AQS框架的理解和应用。

代码示例:

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class ExclusiveLockDemo {

    private static final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            lock.lock();
            try {
                System.out.println("Thread 1 acquired the lock");
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }).start();

        new Thread(() -> {
            lock.lock();
            try {
                System.out.println("Thread 2 acquired the lock");
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }).start();
    }
}