Java并发中的AQS：发掘并发编程的无限潜能

2023-09-22 18:26:20

在Java并发编程中，AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是一个非常重要的同步器，它提供了一个框架来构建各种各样的锁和同步器。AQS的核心思想是使用一个队列来管理等待获取锁的线程，当一个线程获取锁成功时，它会将自己从队列中移除，并允许下一个线程获取锁。

AQS提供了两种模式：独占模式和共享模式。独占模式下，只有一个线程可以获取锁，而共享模式下，多个线程可以同时获取锁。

在AQS中，锁的获取和释放都是通过CAS（Compare and Swap）操作来实现的。CAS操作可以保证在一个多线程环境下，只有一个线程能够成功地获取锁。

AQS是一个非常强大的工具，它可以用来构建各种各样的锁和同步器。在Java中，有很多内置的锁和同步器都是基于AQS实现的，例如ReentrantLock、Semaphore和CountDownLatch。

在本文中，我们将重点介绍AQS是如何实现独占模式和共享模式的。

独占模式

在独占模式下，只有一个线程可以获取锁。当一个线程获取锁成功时，它会将自己从队列中移除，并允许下一个线程获取锁。

AQS的独占模式是通过一个名为“state”的变量来实现的。state变量是一个int类型的变量，它表示锁的状态。当state变量为0时，表示锁是可用的，任何线程都可以获取锁。当state变量为1时，表示锁已经被获取，此时其他线程不能再获取锁。

当一个线程要获取锁时，它会首先检查state变量的值。如果state变量为0，则表示锁是可用的，此时线程会尝试使用CAS操作将state变量的值从0改为1。如果CAS操作成功，则表示线程成功地获取了锁。如果CAS操作失败，则表示另一个线程已经获取了锁，此时线程会将自己添加到队列中，并等待锁释放。

当一个线程释放锁时，它会将state变量的值从1改为0，并唤醒队列中的第一个线程。

共享模式

在共享模式下，多个线程可以同时获取锁。当一个线程获取锁成功时，它不会将自己从队列中移除，而是将state变量的值增加1。当一个线程释放锁时，它会将state变量的值减少1。

当一个线程要获取锁时，它会首先检查state变量的值。如果state变量的值大于0，则表示锁已经被其他线程获取，此时线程会将自己添加到队列中，并等待锁释放。如果state变量的值等于0，则表示锁是可用的，此时线程会尝试使用CAS操作将state变量的值从0改为1。如果CAS操作成功，则表示线程成功地获取了锁。

当一个线程释放锁时，它会将state变量的值减少1，并唤醒队列中的第一个线程。