一篇讀懂（空調(diào)aqs是什么意思啊）空調(diào)aqf什么意思，

1. AQS

1.1 AQS 簡單介紹

AQS 的全稱為（AbstractQueuedSynchronizer），這個類在 java.util.concurrent.locks 包下面。

AQS 是一個用來構(gòu)建鎖和同步器的框架，使用 AQS 能簡單且高效地構(gòu)造出應(yīng)用廣泛的大量的同步器， 比如我們提到的 ReentrantLock，Semaphore，其他的諸如 ReentrantReadWriteLock，SynchronousQueue，F(xiàn)utureTask(jdk1.7) 等等皆是基于 AQS 的。當(dāng)然，我們自己也能利用 AQS 非常輕松容易地構(gòu)造出符合我們自己需求的同步器。

1.2 AQS 原理

1.2.1 AQS 原理概覽

AQS 核心思想是，如果被請求的共享資源空閑，則將當(dāng)前請求資源的線程設(shè)置為有效的工作線程，并且將共享資源設(shè)置為鎖定狀態(tài)。如果被請求的共享資源被占用，那么就需要一套線程阻塞等待以及被喚醒 時鎖分配的機(jī)制，這個機(jī)制 AQS 是用 CLH 隊列鎖實現(xiàn)的，即將暫時獲取不到鎖的線程加入到隊列中。

看個 AQS (AbstractQueuedSynchronizer)原理圖：

AQS 使用一個 int 成員變量來表示同步狀態(tài)，通過內(nèi)置的 FIFO 隊列來完成獲取資源線程的排隊工作。

AQS 使用 CAS 對該同步狀態(tài)進(jìn)行原子操作實現(xiàn)對其值的修改。

狀態(tài)信息通過 protected 類型的getState ， setState ， compareAndSetState 進(jìn)行操作

1.2.2 AQS 對資源的共享方式

AQS 定義兩種資源共享方式

1) Exclusive（獨(dú)占）

只有一個線程能執(zhí)行，如 ReentrantLock。又可分為公平鎖和非公平鎖,ReentrantLock 同時支持兩種鎖,下面以 ReentrantLock 對這兩種鎖的定義做介紹：

下面來看 ReentrantLock 中相關(guān)的源代碼：

ReentrantLock 默認(rèn)采用非公平鎖，因為考慮獲得更好的性能，通過 boolean 來決定是否用公平鎖（傳入 true 用公平鎖）。

ReentrantLock 中公平鎖的 lock 方法

非公平鎖的 lock 方法：

總結(jié)：公平鎖和非公平鎖只有兩處不同：

公平鎖和非公平鎖就這兩點(diǎn)區(qū)別，如果這兩次 CAS 都不成功，那么后面非公平鎖和公平鎖是一樣的， 都要進(jìn)入到阻塞隊列等待喚醒。

相對來說，非公平鎖會有更好的性能，因為它的吞吐量比較大。當(dāng)然，非公平鎖讓獲取鎖的時間變得更加不確定，可能會導(dǎo)致在阻塞隊列中的線程長期處于饑餓狀態(tài)。

1) Share（共享）

1.2.3 AQS 底層使用了模板方法模式

AQS 使用了模板方法模式，自定義同步器時需要重寫下面幾個 AQS 提供的模板方法：

1.3 Semaphore(信號量)-允許多個線程同時訪問

synchronized 和 ReentrantLock 都是一次只允許一個線程訪問某個資源，Semaphore(信號量)可以指定多個線程同時訪問某個資源。

示例代碼如下：

執(zhí)行 acquire 方法阻塞，直到有一個許可證可以獲得然后拿走一個許可證；每個 rerelease方法增加一個許可證，這可能會釋放一個阻塞的 acquire 方法。然而，其實并沒有實際的許可證這個對象，Semaphore 只是維持了一個可獲得許可證的數(shù)量。 Semaphore 經(jīng)常用于限制獲取某種資源的線程數(shù)量。

當(dāng)然一次也可以一次拿取和釋放多個許可，不過一般沒有必要這樣做：

除了 acquire 方法之外，另一個比較常用的與之對應(yīng)的方法是tryAcquire 方法，該方法如果獲取不到許可就立即返回 false。

Semaphore 有兩種模式，公平模式和非公平模式。

公平模式： 調(diào)用 acquire 的順序就是獲取許可證的順序，遵循 FIFO；

非公平模式： 搶占式的。

Semaphore 對應(yīng)的兩個構(gòu)造方法如下：

這兩個構(gòu)造方法，都必須提供許可的數(shù)量，第二個構(gòu)造方法可以指定是公平模式還是非公平模式，默認(rèn)非公平模式。

補(bǔ)充：Semaphore與CountDownLatch一樣，也是共享鎖的一種實現(xiàn)。它默認(rèn)構(gòu)造AQS的state為permits。當(dāng)執(zhí)行任務(wù)的線程數(shù)量超出permits,那么多余的線程將會被放入阻塞隊列Park,并自旋判斷state是否大于0。只有當(dāng)state大于0的時候，阻塞的線程才能繼續(xù)執(zhí)行,此時先前執(zhí)行任務(wù)的線程繼續(xù)執(zhí) 行release方法，release方法使得state的變量會加1，那么自旋的線程便會判斷成功。如此，每次只有最多不超過permits數(shù)量的線程能自旋成功，便限制了執(zhí)行任務(wù)線程的數(shù)量。

1.4 CountDownLatch （倒計時器）

1.4.1 CountDownLatch 的兩種典型用法

1.4.2 CountDownLatch 的使用示例

上面的代碼中，我們定義了請求的數(shù)量為 550，當(dāng)這 550 個請求被處理完成之后，才會執(zhí)行

System.out.println("finish");

與 CountDownLatch 的第一次交互是主線程等待其他線程。主線程必須在啟動其他線程后立即調(diào)用 CountDownLatch.await()方法。這樣主線程的操作就會在這個方法上阻塞，直到其他線程完成各自的任務(wù)。

其他 N 個線程必須引用閉鎖對象，因為他們需要通知CountDownLatch對象，他們已經(jīng)完成了各自的任務(wù)。這種通知機(jī)制是通過CountDownLatch.countDown()方法來完成的；每調(diào)用一次這個方法，在構(gòu)造函數(shù)中初始化的 count 值就減 1。所以當(dāng) N 個線程都調(diào) 用了這個方法，count 的值等于 0，然后主線程就能通過 await() 方法，恢復(fù)執(zhí)行自己的任務(wù)。

再插一嘴： CountDownLatch 的await()方法使用不當(dāng)很容易產(chǎn)生死鎖，比如我們上面代碼中的 for循環(huán)改為：

這樣就導(dǎo)致 count 的值沒辦法等于 0，然后就會導(dǎo)致一直等待。

1.4.3 CountDownLatch 的不足

CountDownLatch 是一次性的，計數(shù)器的值只能在構(gòu)造方法中初始化一次，之后沒有任何機(jī)制再次對其設(shè)置值，當(dāng) CountDownLatch 使用完畢后，它不能再次被使用。

1.4.4 CountDownLatch 項常見面試題

解釋一下 CountDownLatch 概念？

CountDownLatch 和 CyclicBarrier 的不同之處？

給出一些 CountDownLatch 使用的例子？

CountDownLatch 類中主要的方法？

1.5 CyclicBarrier(循環(huán)柵欄)

CyclicBarrier 和 CountDownLatch 非常類似，它也可以實現(xiàn)線程間的技術(shù)等待，但是它的功能比CountDownLatch 更加復(fù)雜和強(qiáng)大。主要應(yīng)用場景和 CountDownLatch 類似。

CountDownLatch的實現(xiàn)是基于AQS的，而CycliBarrier是基于 ReentrantLock(ReentrantLock也屬于AQS同步器)和 Condition 的.

CyclicBarrier 的字面意思是可循環(huán)使用（Cyclic）的屏障（Barrier）。它要做的事情是，讓一組線程到達(dá)一個屏障（也可以叫同步點(diǎn)）時被阻塞，直到最后一個線程到達(dá)屏障時，屏障才會開門，所有被屏障 攔截的線程才會繼續(xù)干活。CyclicBarrier 默認(rèn)的構(gòu)造方法是 CyclicBarrier(int parties) ，其參數(shù)表示屏障攔截的線程數(shù)量，每個線程調(diào)用await 方法告訴 CyclicBarrier 我已經(jīng)到達(dá)了屏障，然后當(dāng)前線程被阻塞。

再來看一下它的構(gòu)造函數(shù)：

其中，parties 就代表了有攔截的線程的數(shù)量，當(dāng)攔截的線程數(shù)量達(dá)到這個值的時候就打開柵欄，讓所有線程通過。

1.5.1 CyclicBarrier 的應(yīng)用場景

1.5.2 CyclicBarrier 的使用示例

示例 1：

運(yùn)行結(jié)果，如下：

可以看到當(dāng)線程數(shù)量也就是請求數(shù)量達(dá)到我們定義的 5 個的時候， await 方法之后的方法才被執(zhí)行。

另外，CyclicBarrier還提供一個更高級的構(gòu)造函數(shù)CyclicBarrier(intparties,RunnablebarrierAction)，用于在線程到達(dá)屏障時，優(yōu)先執(zhí)行barrierAction，方便處理更復(fù)雜的業(yè)務(wù)場景。示例代碼如下：

運(yùn)行結(jié)果，如下：

1.5.3 CyclicBarrier 源碼分析

dowait(false, 0L) ：

總結(jié)： CyclicBarrier 內(nèi)部通過一個 count 變量作為計數(shù)器，cout 的初始值為 parties 屬性的初始化值，每當(dāng)一個線程到了柵欄這里了，那么就將計數(shù)器減一。如果 count 值為 0 了，表示這是這一代最后一個線程到達(dá)柵欄，就嘗試執(zhí)行我們構(gòu)造方法中輸入的任務(wù)。

1.5.4CyclicBarrier 和 CountDownLatch 的區(qū)別

下面這個是國外一個大佬的回答：

CountDownLatch 是計數(shù)器，只能使用一次，而 CyclicBarrier 的計數(shù)器提供 reset 功能，可以多次使用。但是我不那么認(rèn)為它們之間的區(qū)別僅僅就是這么簡單的一點(diǎn)。我們來從 jdk 作者設(shè)計的目的來看，javadoc 是這么描述它們的：

對于 CountDownLatch 來說，重點(diǎn)是“一個線程（多個線程）等待”，而其他的 N 個線程在完成“某件事情”之后，可以終止，也可以等待。而對于 CyclicBarrier，重點(diǎn)是多個線程，在任意一個線程沒有完成，所有的線程都必須等待。

CountDownLatch 是計數(shù)器，線程完成一個記錄一個，只不過計數(shù)不是遞增而是遞減，而

CyclicBarrier 更像是一個閥門，需要所有線程都到達(dá)，閥門才能打開，然后繼續(xù)執(zhí)行。

1.6 ReentrantLock 和 ReentrantReadWriteLock

ReentrantLock 和 synchronized 的區(qū)別在上面已經(jīng)講過了這里就不多做講解。另外，需要注意的是： 讀寫鎖 ReentrantReadWriteLock 可以保證多個線程可以同時讀，所以在讀操作遠(yuǎn)大于寫操作的時候， 讀寫鎖就非常有用了。