99久久er这里只有精品18,亚洲欧美久久久久9999,欧洲成人午夜精品无码区久久

aqs 的核心原理是基于模板方法模式，通過維護 volatile int state 變量和 fifo 隊列實現同步機制。1. 它定義了 tryacquire 和 tryrelease 等抽象方法供子類實現；2. 使用 clh 隊列管理等待線程，acquire() 和 release() 控制鎖的獲取與釋放；3. 支持獨占與共享兩種模式，分別適用于 reentrantlock 和 semaphore 等場景；4. condition 對象用于線程等待與通知，提升條件阻塞控制能力；5. 性能優化可通過減少 cas 競爭、降低線程阻塞喚醒開銷及優化隊列操作實現。開發者繼承 aqs 并實現其核心方法即可構建自定義同步組件。

Java中AQS框架的原理及自定義同步組件

AQS (AbstractQueuedSynchronizer) 是 Java 并發包 java.util.concurrent 的核心基石。它提供了一個構建鎖和同步器的框架，簡化了鎖的實現。簡單來說，它通過維護一個 volatile int state 變量和一個 FIFO 隊列來管理并發狀態，并提供了一套原子性操作 state 變量的方法。

Java中AQS框架的原理及自定義同步組件

AQS 的核心原理是基于模板方法模式。它定義了同步器需要實現的抽象方法，例如 tryAcquire (嘗試獲取鎖) 和 tryRelease (嘗試釋放鎖)。開發者只需要繼承 AQS 并實現這些方法，就可以構建自定義的同步組件。

Java中AQS框架的原理及自定義同步組件

解決方案

立即學習“Java免費學習筆記（深入）”；

Java中AQS框架的原理及自定義同步組件

AQS 的運作可以分解為以下幾個關鍵步驟：

狀態管理： AQS 維護一個 volatile int state 變量，代表同步狀態。getState()、setState() 和 compareAndSetState() 方法提供了對狀態的原子性操作。
CLH 隊列： AQS 使用一個 FIFO 隊列 (CLH 隊列的變體) 來管理等待獲取鎖的線程。當一個線程嘗試獲取鎖失敗時，它會被加入到隊列的尾部，并進入阻塞狀態。
獲取鎖： 線程調用 acquire(int arg) 方法嘗試獲取鎖。acquire() 方法會調用 tryAcquire(int arg) 方法，該方法由子類實現，用于嘗試獲取鎖。如果 tryAcquire() 成功，則 acquire() 方法返回；否則，線程會被加入到 CLH 隊列中，并阻塞等待。
釋放鎖： 線程調用 release(int arg) 方法釋放鎖。release() 方法會調用 tryRelease(int arg) 方法，該方法由子類實現，用于嘗試釋放鎖。如果 tryRelease() 成功，則 release() 方法會喚醒 CLH 隊列中的下一個線程。
獨占模式和共享模式： AQS 支持獨占模式和共享模式。獨占模式下，只有一個線程可以獲取鎖；共享模式下，多個線程可以同時獲取鎖。acquire() 和 release() 方法用于獨占模式，acquireShared() 和 releaseShared() 方法用于共享模式。

AQS 的代碼實現細節相當復雜，涉及到 CAS 操作、線程阻塞/喚醒等底層機制。理解這些細節有助于更深入地掌握 AQS 的原理。

自定義同步組件，需要繼承 AQS，并重寫以下方法：

tryAcquire(int arg)：獨占模式下嘗試獲取鎖。
tryRelease(int arg)：獨占模式下嘗試釋放鎖。
tryAcquireShared(int arg)：共享模式下嘗試獲取鎖。
tryReleaseShared(int arg)：共享模式下嘗試釋放鎖。
isHeldExclusively()：當前同步器是否在獨占模式下被線程占用。

如何選擇合適的同步模式：獨占還是共享？

選擇獨占模式還是共享模式取決于你的同步組件的用途。如果你的組件需要保證同一時刻只有一個線程可以訪問共享資源，那么應該選擇獨占模式。例如，ReentrantLock 就是一個獨占鎖。如果你的組件允許多個線程同時訪問共享資源，那么應該選擇共享模式。例如，Semaphore 和 CountDownLatch 就是共享同步器。

例如，你想實現一個簡單的讀寫鎖，讀鎖是共享的，寫鎖是獨占的。那么你可以基于 AQS 實現一個 ReadWriteLock 類，其中讀鎖使用 tryAcquireShared() 和 tryReleaseShared()，寫鎖使用 tryAcquire() 和 tryRelease()。

import java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer;  public class ReadWriteLock {      private final Sync sync = new Sync();      public void readLock() {         sync.acquireShared(1);     }      public void readUnlock() {         sync.releaseShared(1);     }      public void writeLock() {         sync.acquire(1);     }      public void writeUnlock() {         sync.release(1);     }      private static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {          @Override         protected int tryAcquireShared(int acquires) {             // 實現讀鎖的獲取邏輯             return super.tryAcquireShared(acquires);         }          @Override         protected boolean tryReleaseShared(int releases) {             // 實現讀鎖的釋放邏輯             return super.tryReleaseShared(releases);         }          @Override         protected boolean tryAcquire(int acquires) {             // 實現寫鎖的獲取邏輯             return super.tryAcquire(acquires);         }          @Override         protected boolean tryRelease(int releases) {             // 實現寫鎖的釋放邏輯             return super.tryRelease(releases);         }     } }

上面的代碼只是一個框架，你需要填充 tryAcquireShared、tryReleaseShared、tryAcquire 和 tryRelease 方法的具體實現。這涉及到維護讀寫狀態，以及處理并發競爭。

AQS 中的 Condition 對象有什么作用？

Condition 對象是 AQS 的一個重要組成部分，它提供了一種線程等待/通知機制，類似于 Object.wait() 和 Object.notify() 方法。Condition 對象允許線程在獲取鎖之后，因為某些條件不滿足而進入等待狀態，并在條件滿足時被喚醒。

每個 Condition 對象都關聯著一個等待隊列。當線程調用 Condition.await() 方法時，它會被加入到等待隊列中，并釋放持有的鎖。當其他線程調用 Condition.signal() 或 Condition.signalAll() 方法時，等待隊列中的線程會被喚醒，并嘗試重新獲取鎖。

例如，在生產者-消費者模型中，可以使用 Condition 對象來實現緩沖區為空時消費者等待，緩沖區滿時生產者等待的邏輯。

import java.util.concurrent.locks.Condition; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;  public class BoundedBuffer {      final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();     final Condition notFull  = lock.newCondition();     final Condition notEmpty = lock.newCondition();      final Object[] items = new Object[100];     int putptr, takeptr, count;      public void put(Object x) throws InterruptedException {         lock.lock();         try {             while (count == items.length)                 notFull.await();             items[putptr] = x;             if (++putptr == items.length) putptr = 0;             ++count;             notEmpty.signal();         } finally {             lock.unlock();         }     }      public Object take() throws InterruptedException {         lock.lock();         try {             while (count == 0)                 notEmpty.await();             Object x = items[takeptr];             if (++takeptr == items.length) takeptr = 0;             --count;             notFull.signal();             return x;         } finally {             lock.unlock();         }     } }

在這個例子中，notFull 和 notEmpty 兩個 Condition 對象分別用于控制生產者和消費者的等待和喚醒。