AQS：深入解读并领悟 Java 并发包下的基本构件之一

2023-10-10 16:45:41

AQS：深入解析并领会Java并发包下的基本构件之一

概述

AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是 Java 并发包下用于构建锁和同步器的一个基本框架，它提供了一组可重用的同步机制，使开发人员可以轻松构建各种各样的同步器。AQS 使用 CLH 队列算法，提供了一种公平且高效的线程同步机制，广泛应用于 Java 并发编程中。

AQS 的核心原理

AQS的核心原理在于使用一个队列来管理等待获取锁的线程。当一个线程尝试获取锁时，如果锁当前可用，则直接将其分配给该线程；如果锁当前不可用，则该线程将被加入到队列中等待。当锁释放时，AQS 会唤醒队列中的第一个线程，使其获取锁。

AQS 的内部运作机制

AQS 内部维护了一个状态变量（state），该变量用于指示锁的当前状态。AQS 提供了多种方法来操作状态变量，包括：

acquire()：尝试获取锁。如果锁可用，则直接获取锁；如果锁不可用，则将当前线程加入队列中等待。
release()：释放锁。当一个线程释放锁时，AQS 会唤醒队列中的第一个线程，使其获取锁。
tryAcquire()：尝试获取锁，但不会加入队列等待。如果锁可用，则直接获取锁；如果锁不可用，则立即返回 false。
tryAcquireNanos()：尝试获取锁，但不会加入队列等待，并且指定最长等待时间。如果锁可用，则直接获取锁；如果锁不可用，并且在指定的时间内仍未可用，则立即返回 false。
tryAcquire(int acquires)：尝试获取指定数量的锁。如果锁可用，则直接获取锁；如果锁不可用，则将当前线程加入队列中等待。

AQS 的使用示例

以下是一个使用 AQS 实现简单锁的示例：

import java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer;

public class SimpleLock extends AbstractQueuedSynchronizer {

    private boolean isLocked = false;

    @Override
    protected boolean tryAcquire(int acquires) {
        if (!isLocked) {
            isLocked = true;
            return true;
        }
        return false;
    }

    @Override
    protected boolean tryRelease(int releases) {
        if (isLocked) {
            isLocked = false;
            return true;
        }
        return false;
    }

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

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

}