AQS并发框架介绍
AQS并发框架介绍
一、jdk高级并发组件介绍
1、CyclicBarrier
协调多线程阻塞在某个屏障点，并在指定数量线程全达到屏障点后同时解除阻塞。（面包车的例子）
可以循环使用
使用lock.condition实现
如何使用：
Await 当我们拿到1个CyclicBarrier实例时，如果调用await()，它的线程到达这个障碍点。CyclicBarrier(int parties) 指定达到的数量，线程过来调用await()方法，直到线程数量达到parties，解除阻塞。
1、CountdownLatch
使用场景：使线程阻塞直到指定数量的操作完成。（红绿灯的例子）
使用AQS实现
不可循环使用
CountdownLatch使用：
CountdownLatch（int count）;过来一个线程调用await（）方法；
countDown() 倒数，减一逐渐减为0，减为0后，之前调用await（）的线程全部解除阻塞。CountdownLatch和线程数没有关系
如果countDown()变为0后，后续的线程如果再调用await方法直接通过。这也是和CyclicBarrier的不同点。
1、总结：CountdownLatch和CyclicBarrier有什么不同？
①CountdownLatch不可循环使用
②CountdownLatch：任意多个线程阻塞直到其它线程countDown（）为0为止；CyclicBarrier，线程数量达到指定数量解除阻塞
③CyclicBarrier使用lock.condition实现，CountdownLatch使用AQS实现。
利用CountdownLatch和CyclicBarrier模拟高并发
1、Semaphore
使用场景：控制并发资源数量（停车场例子）
不可重入
支持公平和非公平
Sempahore如果传1就类似于lock。
信号量为1的Sempahore和lock的区别：
①Sempahore不可重入；
②要求拥有锁的人进行释放，而Sempahore不要求持有线程才释放
API:
① acquire() 获得锁
② Release（）释放锁 构造函数Sempahore（int permits）
1、ReentrantLock
使用场景：严格互斥，同一时间只允许一个线程访问，只有当前线程允许释放。
支持公平和非公平
一、AbstractQueuedSynchronizer（AQS）
1、并发组件的共性
① 阻塞 和 唤醒
② 阻塞和唤醒的逻辑
③ 公平和非公平：阻塞时可能需要排队
2、基于AQS实现的并发类
Semaphore
CountdownLatch
ReentratnLock
ReentratnReadWriteLock
worker
3、AQS基石
1)阻塞和唤醒：LockSupport.park unpark
• 底层使用pthread_cond_timedwait & pthread_cond_signal
2)Permit logic : int state
并发中的if then问题
3)Atomic update :Unsafe.compareAndSwapXX() （CAS）
底层使用 cmpxchg
4) Fair & unFair: CLH queue
5) CAS
API:compareAndSetXX(field,expect,new)
自旋乐观锁，尝试一下，如果不成再试一次。
Linux底层实现：
Lock cmpxchg
注意，cmpxchg本身非原子性，多核需要加lock辅助
6）LockSupport.park 和await的区别
park是不含任何业务逻辑，是无条件的，await（）等待，要求别人通知我，蕴涵了业务逻辑的概念。
4、AQS 的CLH QUEUE
一个双线链表（不用考虑扩容，性能高）
Head不含重要语义，其它队列里存的是等待的线程。
在没有高级同步API帮助下，如何保证同步安全操作？
①For +CAS
②每个节点对应一个线程
③WaitStatus:该节点等待状态，用CAS修改。
1）0
2）signal:后一个node将会block,当前节点relase/cancel时，需要unpark后一个节点。（需要把信息给别人）
3）CANCELLED:timeout/interrupt
4）CONDITION:
5）PROPAGATE:在share模式下使用，因为可能需要release多个后续节点
Dummy header - header 对应的节点为非阻塞
1、AQS 的API
1）AQS使用模板模式
acquire
release
acquireShared
releaseShared
2）子类需要实现的API(根据shared/exclusive选其一)
tryAcquire
tryRelease
tryAcquireShared
tryReleaseShared
2、AQS核心API
• acquire: tryAcquire(), 如果失败则入queue, 自旋park，成功则更新
head。
• release: tryRelease(), 如果成功（一般都成功), unpark后继节点 。
• acquireShared: tryAcquireShared() , 如果失败入queue，自旋park。
• releaseShared:如果成功（一般都成功), 级联unpark后继节点。
• 所以exclusive 和 shared模式最大的不同就是shared模式下,可能需要unpark后续n个节点而exclusive只用一个。
3、AcquireShared
首先入队，一直处于循环状态，
1、AQS template pattern
创建1个AQS子类，一般起名为sync
根据是shared还是exclusive选择实现sync中对应API
根据业务逻辑选择当前并发工具类的API对应的sync的API
2、ReentrantLock实现
1）State :
0 无锁
1 有锁
2）可重入控制
exclusiveOwnerThread
3）公平和非公平锁
公平
非公平：只体现在第一次上面
4）Condition
condition使用另一个 queue:condition queue
Await:将节点加入到condition queue 并park
Signal/signalAll:将节点从condition queue 移动到 sys Queue
await() 把锁放掉
问题：下面这段代码，调用singal()时，T1会不会执行wait()下面的方法？
不会，因为singal()，只是把队列放到了 sys Queue里面，只有执行了unlock()方法，当T1获得锁后，开始执行。
调用condition.wait() 和。Signal()之前，为什么要加lock()
If then时，容易发生并发，其它线程修改其状态，导致永远不能唤醒
总结：统一理解
AQS 使用clh队列支持公平性
AQS 使用park/unpark来阻塞／唤醒线程
AQS 使用state字段管理阻塞逻辑
