AQS: JUC并发的灵魂之窗，揭秘共享资源的同步奥秘

2023-01-06 04:59:17

深入解析 AQS：Java 并发编程的基石

在 Java 的并发编程世界中，AbstractQueuedSynchronizer (AQS) 扮演着不可或缺的角色。它是一个抽象的数据结构，充当了各个同步原语的基础，比如获取锁、释放锁、等待和唤醒。理解 AQS 的内部运作机制对于编写健壮且高效的并发程序至关重要。

AQS 的核心思想：队列式同步

AQS 的核心思想很简单：它使用队列来协调等待获取锁的线程。当一个线程希望获得锁时，它会检查锁的状态。如果锁可用，则它可以立即获得锁。然而，如果锁已经被占用，则线程会将自己加入一个等待队列，并耐心等待。当锁被释放时，等待队列中的第一个线程将被唤醒并获取锁。

AQS 的优势

AQS 提供了以下优势：

统一的同步原语： AQS 提供了一组通用的同步原语，用于构建各种同步器，简化了并发编程。
可扩展性强： AQS 的抽象设计允许根据需要轻松地扩展其功能，以满足不同的并发需求。
可重用性高： AQS 是一个可重用的组件，可用于构建各种同步器，提高代码的复用性。

AQS 的应用场景

AQS 广泛应用于 Java 并发编程的各个领域，包括：

锁： AQS 可用于构建可重入锁、读写锁、公平锁等各种锁机制。
队列： AQS 可用于构建阻塞队列、无界队列等各种队列实现。
栅栏： AQS 可用于构建栅栏，确保在特定条件满足之前线程不会继续执行。
信号量： AQS 可用于构建信号量，控制对共享资源的访问。

代码示例：一个简单的锁实现

import java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer;

public class SimpleLock {

    private final AQS aqs = new AQS() {
        @Override
        public boolean tryAcquire(int acquires) {
            return compareAndSetState(0, acquires);
        }

        @Override
        public boolean tryRelease(int releases) {
            return compareAndSetState(releases, 0);
        }
    };

    public void lock() {
        aqs.acquire(1);
    }

    public void unlock() {
        aqs.release(1);
    }
}