10.1 如何学习AQS

10.1.1学习AQS的思路

  • 学习AQS的目的主要是想理解原理、提高技术,以及应对面试
  • 先从应用层面理解为什么需要他如何使用它,然后再看一看我们Java代码的设计者是如何使用它的了解它的应用场景

这样之后我们再去分析它的结构,这样的话我们就学习得更加轻松了

10.1.2 为什么需要AQS

  • 锁和协作类有共同点:闸门
  • 我们已经学过了ReentrantLock和Semaphore ,有没有发现它们有共同点?很相似?

  • 事实上，不仅是ReentrantLock和Semaphore ,包括CountDownLatch、ReentrantReadWriteLock都有这样类似的”协作”(或者叫“同步”)功能,其实，它们底层都用了一个共同的基类,这就是AQS

  • 因为上面的那些协作类,它们有很多工作都是类似的,所以如果能提取出一个工具类,那么就可以直接用,对于ReentrantLock和Semaphore而言就可以屏蔽很多细节,只关注它们自己的“业务逻辑”就可以了

10.2 Semaphore和AQS的关系

Semaphore内部有一个Sync类，Sync继承了AQS，CountDownLatch也是一样的。

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Semaphore内部有一个Sync对象。
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Sync继承了AQS，ReentrantLock也是一样的。
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10.3 比喻：HR和AQS的职责统一

比喻：群面、单面
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相同点：

  • 安排就坐、叫号、先来后到等HR的工作就是AQS做的工作。
  • 面试官利用AQS，面试官就是类似于AQS
  • 去管面试者需要一个地方坐着休息 ,这些都交给HR去做

具体到工具类

  • Semaphore : 一个人面试完了以后,后一个人才能进来继续面试
  • CountDownLatch : 群面，等待10人到齐
  • Semaphore、CountDownLatch这些同步 工具类,要做的，就只是写下自己的“要人”规则。比如是”出一一个，进一个”或者说”凑齐10人,一起面试”
  • 剩下的招呼面试者的脏活累活交给AQS来做

如果没有AQS

  • 就需要每个协作工具自己实现:
  • 同步状态的原子性管理
  • 线程的阻塞与解除阻塞
  • 队列的管理

在并发场景下，自己正确且高效实现这些内容,是相当有难度的,所以我们用AQS来帮我们把这些脏活累活都搞定,我们只关注业务逻辑就够了

AQS的作用

  • AQS是一个用于构建锁、同步器、协作工具类的工具类(框架)。有了AQS以后,更多的协作工具类都可以很方便得被写出来
  • 一句话总结:有了AQS ,构建线程协作类就容易多了。

AQS的重要性、地位

  • AbstractQueuedSynchronizer是Doug Lea写的,从JDK1.5加入的一个基于FIFO等待队列实现的一个用于实现同步器的基础框架,我们用IDE看AQS的实现类，可以发现实现类有以下这些:

使用到AQS的地方
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10.4 AQS的三要素

AQS内部原理解析

  • AQS最核心的就是三大部分:
  • state
  • 控制线程抢锁和配合的FIFO队列
  • 期望协作工具类去实现的获取/释放等重要方法

state状态

  • 这里的state的具体含义,会根据具体实现类的不同而不同，比如在Semaphore里,它表示”剩余的许可证的数量”, 而在CountDownLatch里,它表示“还需要倒数的数量’
  • state是volatile修饰的,会被并发地修改,所以所有修改state的方法都需要保证线程安全,比如getState、setState以及compareAndSetState操作来读取和更新这个状态。这些方法都依赖于j.u.c.atomic包的支持

state状态

  • 在ReentrantLock中
  • state用来表示”锁”的占有情况,包括可重入计数
  • 当state的值为0的时候,标识改Lock不被任何线程所占有

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需要每个类自己去实现。
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10.5 AQS简要分析

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release
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唤醒所有线程。
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10.6 许可证的颁发

semaphore实现相对简单。
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10.7 AQS在ReentrantLock

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10.8 DIY一次性门闩

image.png10.9 AQS核心思路

10.10 AQS补充材料（选修）

以下文章是关于AQS源码分析的，通常并不要求掌握，我找了一些优质学习资源，提供给小伙伴参考：
美团技术团队《从ReentrantLock的实现看AQS的原理及应用》：https://mp.weixin.qq.com/s/sA01gxC4EbgypCsQt5pVog
老钱《打通 Java 任督二脉 —— 并发数据结构的基石》：https://juejin.im/post/5c11d6376fb9a049e82b6253
HongJie《一行一行源码分析清楚AbstractQueuedSynchronizer》：https://javadoop.com/post/AbstractQueuedSynchronizer
爱吃鱼的KK《AbstractQueuedSynchronizer 源码分析 (基于Java 8)》：https://www.jianshu.com/p/e7659436538b
waterystone《Java并发之AQS详解》：https://www.cnblogs.com/waterystone/p/4920797.html
英文论文的中文翻译：https://www.cnblogs.com/dennyzhangdd/p/7218510.html
AQS作者的英文论文：http://gee.cs.oswego.edu/dl/papers/aqs.pdf