高并发编程06 ~ AQS：AbstractQueuedSychronizer

前面的章节中，我们已经解除到了JUC，JUC可以大大的提高线程的安全性，而JUC的核心则是AQS。

AQS底层原理

1. 原理图

   
   
   AQS数据结构图
2. 底层设计
   • 使用Node实现FIFO队列，是一个可以用于构建锁和其他的同步组件的一个独立的基础框架；
   • 使用一个int类型的state表示状态和一个可重入锁ReentrantLock，在这个ReentrantLock中state表示获取锁的线程数：
     • state为0，则没有现成获取锁；
     • state为1，则有一个线程获取锁；
     • state为大于1的数n，则有n为可重入锁的数量；
   • AQS使用了模板方法设计模式，需要具体实现的类重写其相应的方法来达到具体的业务目标，棋类就可以通过调用父类的acquire和release方法管理state的状态；
   • AQS可以同时实现排它锁和共享锁；
3. 实现思路：
   • AQS内部维护了一个CLH队列来管理锁，线程会先尝试获取锁，如果获取失败，那么就会将当前线程及其等待信息封装称为一个Node节点，并把这个Node节点加入到SyncQueue中，之后就会不断的尝试获取锁，条件是当前节点为head的直接houji才会尝试，如果失败就是阻塞自己，直到自己被唤醒，当持有锁的线程释放锁的时候，就会唤醒队列中的等待的houji线程；
4. 常见的AQS类
   • CountDownLatch：根据计数器来保证线程是否需要阻塞；当所有的线程的任务都完成的时候，"主线程"才继续向下执行;
     • 使用一个给定的计数器来进行初始化，该计数器的操作是CAS操作；
     • 调用await方法的线程会一直阻塞当前线程，直到所有的线程都调用了countDown方法使得计数器为0；这个调用await所在的线程就是上面带引号的主线程；
     • 注意，这里的计数器不能重置！
   • Semaphore：控制同一个时间并发线程的数量；
     • 获取许可，acquire，可以在参数中指定一次获取的许可的个数；
     • 尝试获取许可，tryAcquire，可以在参数中指定一次获取的许可的个数，可以用来实现让并发数量的线程获取到许可其他的线程任务则丢弃的效果；
     • 释放许可，release，可以在参数中指定一次释放的许可的个数；
   • CyclicBarrier：和CountDownLatch很相似，但是：
     • CyclicBarrier可以实现多组CountDownLatch任务，称之为循环屏障；
     • CyclicBarrier的计数器是加操作，而CountDownLatch的计数器是减操作；
     • CyclicBarrier实现的是多个线程之间的相互等待，直到所有线程都执行完毕之后才会继续执行；CountDownLatch描述的是1个或n个线程等待其他线程的关系；
   • ReentrantLock：可重入锁；
   • Condition
   • FutureTask
   • Exchanger