J.U.C之AQS介绍

Posted 2020-12-02

AQS简单介绍：

     AQS（AbstractQueuedSynchronizer）即队列同步器。它是构建锁或者其他同步组件的基础框架（如ReentrantLock ，ReentrantReadWriteLock,Semaphore 等），JUC并发包的作者期望它能够成为实现大部分同步需求的基础。它是JUC并发包中的核心基础组件。
    队列同步器AbstractQueuedSynchronizer（一下简称同步器），是用来构建锁或者其他同步组见的基础框架，它使用了一个<font color=red>int成员变量</font>表示同步状态，通过内置的FIFO队列完成资源获取线程的排队工作。
同步器的主要使用方式
继承，子类通过继承同步器并实现它的抽象方法来管理同步状态，在抽象方法的实现过程中免不了要对同步状态进行更改。这时需要使用同步器提供的3个方法：<font color=red>getState(),setState()和compareAndSetState(int expect,int update )</font>来进行操作，因为它们能够保证状态的改变是安全的.

队列同步器的接口

    同步器的设计基于模板方法模式的，也就是说，使用者需要继承同步器并重写指定的方法，随后将同步器组合在自定义同步组件的实现中，并调用同步器提供的模板方法，而这些模板方法将会调用使用者重写的方法。

同步器可重写的方法:

• protected boolean tryAcquire(int arg) :独占式获取同步状态，实现该方法需要查询当前状态并判断同步状态是否符合预期，然后再进行CAS设置同步状态。
• protected Boolean tryRelease(int arg) :独占式释放同步状态，等待获取同步状态的线程将有机会获取同步状态
• protected int tryAcquireShared(int arg) 共享式获取同步状态，返回大于等于0的值，表示获取成功，反之获取失败
• protected boolean tryReleaseShared(int arg) 共享式释放同步状态
• protected boolean isHeldExclusively() 当前同步是否在独占模式下被线程占用，一般方法表示是否别当前线程独占。

  同步器提供的模板方法

• public final void acquire(int arg) 独占式获取同步状态，如果当前线程获取同步状态成功，则由该方法返回，否则，将会进入同步队列等待，该方法将会调用重写的tryAcquire（int arg）方法
• public final void acquireInterruptibly(int arg) 与acquire（int arg）相同，但是该方法响应中断，当前线程未获取到同步状态而进入同步队列中，如果当前线程被中断，则该方法会抛出InterruptedException并返回。
• public final boolean tryAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout) 在acquireInterruptibly(int arg)基础上增加了超时限制，如果当前线程在超过时间内没有获取到同步状态，那么将返回false，如果获取到了返回true
• public final boolean release(int arg)  独占式的释放同步状态，该方法会在释放同步状态之后，将同步队列中第一个节点包含的线程唤醒。
• public final void acquireShared(int arg) 共享式的获取同步状态，如果当前线程未获取到同步状态，将会进入同步队列等待，与独占式获取的主要区别是在同一时刻可以有多个线程获取到同步状态
• public final void acquireSharedInterruptibly(int arg) 与acquireShared(int arg)相同，该方法响应中断
• public final boolean tryAcquireSharedNanos(int arg, long nanosTimeout) 在acquireSharedInterruptibly（int arg）基础上增加了超时限制
• public final boolean releaseShared(int arg) 共享式的释放同步状态
• public final Collection<Thread> getQueuedThreads() 获取等待在同步队列上的线程集合

同步器提供的模板分为三大类：

1. 独占式获取与释放同步状态
2. 共享式获取与释放同步状态
3. 查询同步队列中的等待线程情况