JAVA-AQS（AbstractQueuedSynchronizer）

AQS是一个用来构建锁和同步器的框架，使用AQS能简单高效的构造处大量应用广泛的同步器，比如我们提到的ReentrantLock，semaphore，其他的诸如ReentrantReaderWriteLock

SynchronousQueue，FutureTask，都是基于AQS的。当然，我们自己利用AQS也能构造出符合我们需求的同步器。

提供了原子式的管理同步状态，阻塞和唤醒功能。

 

AQS的一个核心思想是，如果被请求的共享资源空闲，则当前请求资源的线程设置为有效的工作线程，并且共享资源设置为锁定状态。

如果被请求的共享资源被占有，那么就需要一套线程阻塞等待以及被唤醒的锁分配机制，这个机制就是CLH队列锁实现的，即将暂时获取不到的锁线程加入到队列中。

CLH(Craig，Landin and hagersten）队列是一个虚拟的双向队列（虚拟的双向队列即不存在队列实例，仅存在节点之间的关系）.AQS是将每条请求共享资源的线程封装成

一个CLH锁队列的一个节点（Node）来实现锁的分配。

AQS原理图：

 

AQS使用一个int成员变量来表示同步状态，通过内置FIFO队列来获取资源线程的排队工作

AQS使用CAS对该同步状态进行原子操作并实现值的修改

public volatile int state;//共享变量、使用volatile修饰保证现场的可见性。

状态信息通过protected类型的getState（），setState（），compareAndSetState（）进行操作。

通过cas操作原子地 将同步状态值设置同步当前同步状态的值。

 

 

 

二、AQS对资源的共享方式

Exclusive（独占）：只有一个线程能执行，如ReentrantLock，又可以分为公平锁和非公平锁。

Share（共享）：多个线程可以同时执行，如CountDownLatch、semphore、cyclicBarrier

公平锁：按照线程在队列中排队顺序，先到先拿。不会抢占

非公平锁，谁抢到是谁的锁，通过CAS进行抢锁。

 

 

三、AQS底层使用了模板方法模式

同步器设计是基于末班方法模式的，如果需要自定义同步器一般是这样：

　　1、使用者继承AbstractQueuedSynchronizer 并重写指定的方法

　　2、将AQS组合在自定义同步组件的实现中，并调用起模板方法，而这些模板方法会调用使用者的重写方法。

AQS使用了模板方法模式，。自定义同步器时需要重写AQS提供的几个钩子方法：

protected boolean tryAcquire(int)//独占方式。尝试获取资源，成功则返回true，失败则返回false。
protected boolean tryRelease(int)//独占方式。尝试释放资源，成功则返回true，失败则返回false。
protected int tryAcquireShared(int)//共享方式。尝试获取资源。负数表示失败；0表示成功，但没有剩余可用资源；正数表示成功，且有剩余资源。
protected boolean tryReleaseShared(int)//共享方式。尝试释放资源，成功则返回true，失败则返回false。
protected boolean isHeldExclusively()//该线程是否正在独占资源。只有用到condition才需要去实现它。

　　

 

AQS组件总结

semaphore（信号量）-允许多个线程同时访问：synchronized和reentrantlock都是一次只允许一个线程访问，semaphore（信号量）可以指定多个线程同时访问某个资源

CountDownLatch（倒计时器）：CountDownLatch是一个同步工具类，用来协调多个线程之间的同步。这个工具通常用来控制线程等待，可以让某一个线程等待知道倒计时结束。

CyclicBarrier（循环栅栏）：CyclicBarrier和CountDownLatch非常相似，它可以实现线程间的技术等待，但是它的功能比Countdownlatch更加复杂和强大。

它要做的事情是，让一组线程到达一个屏障（也可以叫同步点）时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障时，屏障才会开门，所有被屏障拦截的线程才会继续干活。

CyclicBarrier 默认的构造方法是 CyclicBarrier(int parties)，其参数表示屏障拦截的线程数量，每个线程调用 await() 方法告诉 CyclicBarrier 我已经到达了屏障，然后当前线程被阻塞。

 

CountDownLatch什么场景使用？

CountDownLatch的作用就是允许count个线程阻塞在一个地方，直至所有线程执行完毕。

项目中有一个多线程读取多个文件处理的场景用到了，读取6个文件，这6个任务都是没有执行顺序依赖的任务，但是我们需要返回给用户将这几个文件的处理结果进行统计整理。

谓词定义了一个线程池和count为6的CountDownLactch对象。使用线程池处理读取任务，每一个线程处理完后将count-1，调用countDownLatch对象的await方法，直到所有文件读取玩后，

才执行后续的逻辑。

 

 

ReentrantLock 与 synchronized 区别