Java AQS 在多线程环境下的使用

Java AQS 在多线程环境下的使用

Java AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是Java并发包中非常重要的一个组件，它提供了一种可以在多线程环境下进行同步和线程通信的机制。AQS 是一个抽象类，它定义了一些用于实现同步器的方法和模板代码，可以帮助我们更容易地编写可靠和高效的多线程程序。

首先，我们需要了解AQS的基本概念和工作原理。AQS使用一个双向链表来保存等待获取同步状态的线程，并以FIFO（先进先出）的顺序来唤醒等待的线程。当一个线程尝试获取锁时，如果锁已被其他线程持有，那么该线程就会被加入到等待队列中，进入等待状态。当锁释放时，AQS会自动唤醒等待队列中的一个线程，让它重新尝试获取锁。

在使用AQS时，我们可以通过继承AQS类并实现它的抽象方法来定义自己的同步器。最常用的方式是定义一个ReentrantLock，它是AQS的一个具体实现，可以提供可重入的互斥锁功能。以下是一个简单的示例：

import java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer;
public class MySync extends AbstractQueuedSynchronizer {
    protected boolean tryAcquire(int arg) {
        if (compareAndSetState(0, 1)) {
            setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
            return true;
        }
        return false;
    }
    protected boolean tryRelease(int arg) {
        if (getState() == 0)
            throw new IllegalMonitorStateException();
        setExclusiveOwnerThread(null);
        setState(0);
        return true;
    }
    public void lock() {
        acquire(1);
    }
    public boolean tryLock() {
        return tryAcquire(1);
    }
    public void unlock() {
        release(1);
    }
}
public class Main {
    static MySync sync = new MySync();
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            sync.lock();
            try {
                // do something
            } finally {
                sync.unlock();
            }
        });
        Thread t2 = new Thread(() -> {
            sync.lock();
            try {
                // do something else
            } finally {
                sync.unlock();
            }
        });
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

在上面的代码中，我们定义了一个名为MySync的同步器，实现了tryAcquire和tryRelease方法来控制线程获取和释放锁的逻辑。然后我们在Main类中创建了两个线程t1和t2，它们都使用了同一个MySync实例作为锁。通过调用lock和unlock方法，我们可以实现对共享资源的互斥访问。

使用AQS能够更好地控制多线程的并发访问，避免了常见的线程安全问题，如死锁和饥饿等。然而，在使用AQS时需要注意一些问题，例如必须谨慎地处理中断异常，避免线程无法正常退出等。

总结来说，Java AQS在多线程环境下的使用十分重要。它提供了一种强大的机制来实现同步和线程通信，并能够有效地避免线程安全问题。通过继承AQS并实现其抽象方法，我们可以轻松地创建自己的同步器，实现各种复杂的同步需求。

江明涛