AQS源码解析之底层的state变量与方法
发布时间: 2024-02-16 09:19:52 阅读量: 15 订阅数: 13 ![](https://csdnimg.cn/release/wenkucmsfe/public/img/col_vip.0fdee7e1.png)
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# 1. 引言
## 1.1 简介
本文将详细介绍AQS(AbstractQueuedSynchronizer)的原理、作用以及在并发编程中的应用。AQS是Java并发包中的一个重要组件,在许多并发框架中都有广泛应用,如ReentrantLock、CountDownLatch、Semaphore等。通过深入了解AQS的底层实现和使用场景,可以帮助我们更好地理解并发编程中的核心概念和原理。
## 1.2 目的
本文的主要目的是:
- 解析AQS的底层实现原理,包括state变量和底层方法;
- 探讨state变量的含义、作用以及取值范围;
- 对AQS的底层方法进行详细解析,包括acquire、release、tryAcquire和tryRelease等;
- 分析AQS与ReentrantLock、ConcurrentHashMap、CountDownLatch等常用并发框架的关系与应用场景;
- 总结AQS的重要概念和应用,展望未来AQS在并发编程中的进一步发展。
通过本文的阅读,读者将能够更深入地理解AQS的原理和使用方法,从而更好地应用AQS解决并发编程中的各种问题。
# 2. AQS概述
### 2.1 什么是AQS
AQS(AbstractQueuedSynchronizer)是Java并发包中一个用于构建锁和同步器的基础框架。它是一个抽象类,通过内置的FIFO队列(即等待队列)和状态变量(即state变量)来实现线程的排队和同步控制。AQS提供了一组共享资源状态的管理方法,开发者可以通过继承AQS,重写其中的方法来实现自己的同步器。
### 2.2 AQS的作用与原理
AQS的主要作用是维护线程之间的竞争关系和同步状态。它可以实现独占锁和共享锁,以及其他各种同步器的功能,例如信号量、倒计时门闩等。AQS的原理是通过一个整型的状态变量(state变量)来表示共享资源的状态,然后通过CAS操作(Compare And Swap)来实现对状态的原子更新。当一个线程需要获取共享资源时,如果资源已经被占用,它会被加入到等待队列中,等待其他线程释放资源;而当一个线程释放共享资源时,它会将队列中的下一个线程唤醒,使其获取资源。
### 2.3 AQS源码结构概览
AQS的源码结构相对复杂,但主要分为以下几个部分:
- State变量的定义和操作方法
- 等待队列的定义和操作方法
- 阻塞和唤醒相关的方法
- 同步器的模板方法
下面的章节中,我们将会详细解析每个部分的具体内容。
# 3. state变量的含义与作用
#### 3.1 state变量介绍
在AQS(AbstractQueuedSynchronizer)中,state是一个非常重要的变量。它代表了当前锁的状态,可以通过对state变量的修改来实现线程之间的同步与通信。state变量的类型通常是整型,但实际上可以是任何类型。
#### 3.2 state变量的作用与应用场景
state变量在AQS中的主要作用是用于表示共享资源的状态。通常,当state的值为0时,表示资源的状态是可获得的,即没有被其他线程占用;而当state的值大于0时,表示资源已经被占用,并且占用的数量就是state的值。
通过对state变量进行适当的修改,可以实现不同的线程协作模式,比如互斥锁、读写锁、信号量等。具体的应用场景可以根据具体的需求进行配置。
#### 3.3 state变量的取值范围及其含义
state变量的取值范围一般由具体应用场景来决定。根据AQS源码的设计,state的取值范围可以是负数、0或正数。
- 当state的值为负数时,表示当前已有线程获取了共享资源,并且还有其他线程在等待。
- 当state的值为0时,表示当前共享资源没有被线程占用,其他线程可以尝试获取资源。
- 当state的值为正数时,表示当前共享资源已被线程占用的数量。值的大小表示占用资源的线程数量。
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