Java并发编程：AQS锁机制深度解析

"Java 多线程与并发(10-26)-JUC锁- 锁核心类AQS详解" 在Java并发编程领域，AbstractQueuedSynchronizer（AQS）是一个至关重要的抽象类，它是Java并发包（java.util.concurrent）中的核心组件，用于构建锁和其他同步工具的基础框架。AQS的设计目标是简化锁和同步器的实现，通过其内部的数据结构和算法，支持线程的公平或非公平的等待以及资源的独占或共享。 **AQS核心思想** AQS的核心思想是使用一个int类型的volatile变量`state`来表示资源的状态。这个状态用于追踪当前资源的获取情况。当`state`为0时，表示资源未被占用；非0则表示已被占用，具体的值含义由具体实现的同步器来决定。AQS采用模板方法模式，提供了基础的同步操作，子类可以通过重写其模板方法来实现自定义的同步逻辑。 **AQS对资源的共享方式** AQS定义了两种资源获取方式： 1. **独占模式**：只有一个线程能访问执行，分为公平锁和非公平锁。例如，ReentrantLock（可重入锁）就是基于独占模式实现的。公平锁按照FIFO（先进先出）的顺序来分配锁，而非公平锁则不保证这种顺序，可能会让等待时间更短的线程优先获取锁。 2. **共享模式**：多个线程可以同时访问执行。例如，Semaphore（信号量）、CountDownLatch（计数器门闩）和CyclicBarrier（循环栅栏）都是基于共享模式的。其中，ReentrantReadWriteLock（读写锁）允许多个线程同时读取资源，但在写入时仍遵循独占模式。 **AQS数据结构** AQS使用一个FIFO的双向链表来管理等待的线程。每个线程通过内部类`Node`表示，节点之间通过`next`和`prev`字段链接。链表头部是当前占有资源的线程，后面的节点表示等待的线程。 **AQS源码分析** - **类的继承关系**：AQS继承自`java.lang.Object`，并实现了`java.util.concurrent.locks.Condition`接口，意味着它可以创建条件对象。 - **内部类**：包括`Node`类用于表示等待队列的节点，以及`ConditionObject`类用于实现条件变量功能。 - **属性**：主要包含`state`字段和`head`、`tail`引用，分别指向链表的头节点和尾节点。 - **构造方法**：通常由其子类调用，用于初始化状态和队列。 - **核心方法**：`acquire`方法用于获取资源，`release`方法用于释放资源。此外，还有`tryAcquire`和`tryRelease`方法，供子类重写以实现具体的资源获取和释放逻辑。 **AQS的应用示例** AQS被广泛应用于各种同步工具的实现，如： - ReentrantLock（可重入锁） - ReadWriteLock（读写锁） - Semaphore（信号量） - CountDownLatch（计数器门闩） - CyclicBarrier（循环栅栏） **总结** 理解AQS不仅有助于深入学习Java并发编程，也有助于解决BAT等大厂面试中关于并发锁的问题。通过掌握AQS的原理和实现，开发者可以更高效地设计和实现线程安全的代码，提高并发程序的性能和可维护性。