J.U.C - AQS AbstractQueuedSynchronizer

AQS简介

AQS全名：AbstractQueuedSynchronizer，是并发容器J.U.C（java.lang.concurrent）下locks包内的一个类。它实现了一个FIFO(FirstIn、FisrtOut先进先出)的队列。底层实现的数据结构是一个双向列表

java 多线程下static变量是否可见 java多线程aqs_java

  • Sync queue：同步队列，是一个双向列表。包括head节点和tail节点。head节点主要用作后续的调度。
  • Condition queue：非必须，单向列表。当程序中存在cindition的时候才会存在此列表

AQS设计思想

  • 使用Node实现FIFO队列，可以用于构建锁或者其他同步装置的基础框架。
  • 利用int类型标识状态。在AQS类中有一个叫做state的成员变量
  • 基于AQS有一个同步组件，叫做ReentrantLock。在这个组件里，stste表示获取锁的线程数，假如state=0，表示还没有线程获取锁，1表示有线程获取了锁。大于1表示重入锁的数量。
  • 继承：子类通过继承并通过实现它的方法管理其状态（acquire和release方法操纵状态）。
  • 可以同时实现排它锁和共享锁模式（独占、共享），站在一个使用者的角度，AQS的功能主要分为两类：独占和共享。它的所有子类中，要么实现并使用了它的独占功能的api，要么使用了共享锁的功能，而不会同时使用两套api，即便是最有名的子类ReentrantReadWriteLock也是通过两个内部类读锁和写锁分别实现了两套api来实现得

AQS同步组件

  • CountDownLatch
  • Semaphore
  • CyclicBarrier
  • ReentrantLock
  • Condition
  • FutureTask

CountDownLatch

java 多线程下static变量是否可见 java多线程aqs_公平锁_02

通过一个计数来保证线程是否需要被阻塞。实现一个或多个线程等待其他线程执行的场景。

需要完成某个任务后，在开始一个新任务

具体见代码

Semaphore

  • 可用于控制并发访问线程数
  • 轻松完成os中的操作
  • Semaphore使用acquire方法和release方法来实现控制
  • 在数据结构中我们学过链表，链表正常是可以保存无限个节点的，而Semaphore可以实现有限大小的列表

使用场景：控制并发数，常用于仅能提供有限资源

具体见代码演示

CyclicBarrier

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-8IygRngs-1585051866270)(F:\gupao\多线程\w4.png)]

也是一个同步辅助类，它允许一组线程相互等待，直到到达某个公共的屏障点（循环屏障)

多个线程之间相互等待，只有每个线程都准备就绪后才能继续往下执行后面的操作

每当有一个线程执行了await方法，计数器就会执行+1操作，待计数器达到预定的值，所有的线程再同时继续执行。由于计数器释放之后可以重用（reset方法），所以称之为循环屏障

  • 与CountDownLatch区别：
    1、计数器可重复用
    2、描述一个或多个线程等待其他线程的关系/多个线程相互等待

ReentrantLock与锁

ReentrantLock和synchronized区别

  • 都是可重入锁
  • 锁的实现 synchronized是基于JVM的 ReentrantLock是基于JDK了
  • 性能的区别
  • 在synchronized优化前，Reentrantlock性能更好，自从synchronized优化后，官方建议使用synchronized，在用户态解决问题，防止os切到内核态
  • synchronized优化借鉴了RenntrantLock的CAS技术，采用了偏向锁，轻量级锁的自旋锁
  • 功能区别
  • 便利性 synchronized 不需要手工
  • 锁的细粒度和灵活性
  • reentrantLock独有的功能
  • 可指定是公平锁还是非公平锁
  • 提供一个condition类，可以分组唤醒需要唤醒的线程
  • 提供能够中断等待锁的线程机制，lock.lockInterruptibly()

ReentrantReadWriteLock

核心要求：在没有任何读写锁的情况下 才可以取得写入锁

主要可以用于实现悲观读取。

如果读取多写少，使用这个类，可能会使写线程饥饿