Java AQS 的一些典型应用案例

Java AQS是Java并发编程中的一个重要概念，它是AbstractQueuedSynchronizer的缩写。AQS是Java并发包中基于传统的同步器的框架，它提供了一种实现阻塞锁和相关同步器（如Semaphore和CountDownLatch）的便捷方式。

下面我们来介绍一些关于Java AQS的典型应用案例：

1. 实现独占锁（Mutex）

独占锁在同一时刻只能被一个线程占用，其他线程必须等待。使用AQS可以很方便地实现一个Mutex（互斥锁）：
import java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer;
public class Mutex {
    private static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
        protected boolean isHeldExclusively() {
            return getState() == 1;
        }
        protected boolean tryAcquire(int ignore) {
            if (compareAndSetState(0, 1)) {
                setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
                return true;
            }
            return false;
        }
        protected boolean tryRelease(int ignore) {
            if (getState() == 0)
                throw new IllegalMonitorStateException();
            setExclusiveOwnerThread(null);
            setState(0);
            return true;
        }
    }
    private final Sync sync = new Sync();
    public void lock() {
        sync.acquire(1);
    }
    public void unlock() {
        sync.release(1);
    }
}
上面的代码使用AQS实现了一个简单的互斥锁（Mutex）。通过继承AbstractQueuedSynchronizer，并实现对应的方法，我们可以非常方便地定义自己的同步器。

2. 控制并发线程数

使用Semaphore可以方便地控制并发线程数。Semaphore是一种计数信号量，用于控制对某个资源同时访问的线程个数。
import java.util.concurrent.Semaphore;
public class ConnectionPool {
    private static final int MAX_AVAILABLE = 10;
    private final Semaphore available = new Semaphore(MAX_AVAILABLE, true); // 公平模式，按照线程请求的顺序获得许可
    public Connection getConnection() throws InterruptedException {
        available.acquire();
        return createConnection();
    }
    public void releaseConnection(Connection conn) {
        closeConnection(conn);
        available.release();
    }
    private Connection createConnection() {
        // 创建连接的逻辑
    }
    private void closeConnection(Connection conn) {
        // 关闭连接的逻辑
    }
}
上面的代码使用Semaphore实现了一个连接池，通过限制同时访问连接的线程个数，可以防止连接池被过度使用。

3. 实现倒计时器

CountDownLatch是一种同步辅助类，它允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。一旦计数达到零，等待的线程就会被释放。
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class TaskBatch {
    private final CountDownLatch latch;
    public TaskBatch(int numOfTasks) {
        latch = new CountDownLatch(numOfTasks);
    }
    public void executeTask(Runnable task) {
        // 执行任务的逻辑
        task.run();
        latch.countDown();
    }
    public void waitForCompletion() throws InterruptedException {
        latch.await();
    }
}
上面的代码使用CountDownLatch实现了一个任务批次，可以等待所有任务执行完成后再继续执行其他操作。

以上是关于Java AQS的一些典型应用案例，通过使用AQS，我们可以简单而灵活地实现各种同步机制，提高并发编程的效率和安全性。

1. 实现独占锁（Mutex）

2. 控制并发线程数

3. 实现倒计时器

江明涛