Java的AbstractQueuedSynchronizer(AQS)是一种强大而灵活的并发工具,广泛用于Java并发算法中。它提供了一个框架,用于构建各种同步器,如锁、信号量和倒计时门闩。
在并发算法中,AQS被广泛应用于管理共享资源的访问和控制。它通过使用基于FIFO队列的等待/通知机制,实现了高效的线程调度和资源的合理分配。
一种常见的应用场景是使用AQS实现互斥锁。互斥锁用于保护共享资源,使得只有一个线程可以访问该资源,其他线程必须等待获取锁才能访问。AQS通过维护一个同步队列来实现此功能。当一个线程请求锁时,如果锁被其他线程占用,则该线程会被加入到同步队列中并进入等待状态。当持有锁的线程释放锁时,AQS会从同步队列中选择一个线程唤醒,使其获取锁。
另一个常见的应用场景是使用AQS实现信号量。信号量用于控制同时访问某个共享资源的线程数量。AQS可以通过利用内置的计数器和条件变量来实现信号量的功能。当一个线程请求访问共享资源时,AQS会检查计数器的值。如果计数器大于0,则线程可以访问资源,并将计数器减1;否则,线程将被加入到同步队列中并进入等待状态。当持有资源的线程释放资源时,AQS会从同步队列中选择一个线程唤醒,使其获取资源。
此外,AQS还可以用于实现倒计时门闩。倒计时门闩可以让一个或多个线程等待某个事件的发生。AQS可以通过使用共享模式和独占模式的不同实现来实现此功能。在共享模式下,AQS维护一个共享状态和一个同步队列。当一个线程请求等待事件时,AQS会将该线程加入到同步队列中并进入等待状态。当事件发生时,AQS会选择所有等待线程唤醒,使其继续执行。在独占模式下,AQS只允许一个线程等待事件的发生。
综上所述,Java AQS在并发算法中的应用广泛而重要。它提供了一种灵活而高效的机制来管理共享资源的访问和控制。无论是实现互斥锁、信号量还是倒计时门闩,AQS都能够帮助我们构建出安全可靠的并发算法。