什么是AQS_AQS空气质量控制系统[通俗易懂]

        AQS ( Abstract Queued Synchronizer ）是一个抽象的队列同步器，通过维护一个共享资源状态（ Volatile Int State ）和一个先进先出（ FIFO ）的线程等待队列来实现一个多线程访问共享资源的同步框架。

一、AQS原理

         AQS 为每个共享资源都设置一个共享资源锁，线程在需要访问共享资源时首先需要获取共享资源锁，如果获取到了共享资源锁，便可以在当前线程中使用该共享资源，如果获取不到，则将该线程放入线程等待队列，等待下一次资源调度，具体的流程如图 -14所示。许多同步类的实现都依赖于AQS ，例如常用的 ReentrantLock、Semaphore、CountDownLatch。

二、state：状态

        Abstract Queued Synchronizer 维护了 volatile int 类型的变量，用于表示当前的同步状态。volatile虽然不能保证操作的原子性，但是能保证当前变量state的可见性。
        state的访问方式有三种： getState()、setState()和 compareAndSetState()，均是原子操作，其中，compareAndSetState的实现依赖于 Unsafe的compareAndSwaplnt() 具体的。JDK 码实现如下：

三、AQS共享资源的方式：独占式和共享式

        AQS 定义了两种资源共享方式 ：独占式 (Exclusive)和共享式(Share)

• 独占式:只有一个线程能执行，具体的 Java 实现有 ReentrantLock。
• 共享式：多个线程可同时执行，具体的 Java 实现有 Semaphore和CountDownLatch。

        AQS只是一个框架 ，只定义了一个接口，具体资源的获取、释放都 由自定义同步器去实现。不同的自定义同步器争用共享资源的方式也不同，自定义同步器在实现时只需实现共享资源state的获取与释放方式即可，至于具体线程等待队列的维护，如获取资源失败入队、唤醒出队等， AQS 已经在顶层实现好，不需要具体的同步器再做处理。自定义同步器的主要方法如表 3-4 所示:

        同步器的实现是 AQS的核心内存。 ReentrantLock对AQS的独占方式实现为：ReentrantLock中的state初始值为0表示无锁状态。在线程执行 tryAcquire()获取该锁后ReentrantLock中的state+1，这时该线程独占ReentrantLock锁，其他线程在通过tryAcquire() 获取锁时均会失败，直到该线程释放锁后state再次为0，其他线程才有机会获取该锁。该线程在释放锁之前可以重复获取此锁，每获取一次便会执行一次state+1, 因此ReentrantLock也属于可重入锁。 但获取多少次锁就要释放多少次锁，这样才能保证state最终为0。如果获取锁的次数多于释放锁的次数，则会出现该线程一直持有该锁的情况；如果获取锁的次数少于释放锁的次数，则运行中的程序会报锁异常。
        CountDownLatch对AQS的共享方式实现为：CountDownLatch 将任务分为N个子线程去执行，将 state 初始化为 N, N与线程的个数一致，N个子线程是井行执行的，每个子线程都在执行完成后 countDown()1次， state 执行 CAS 操作并减1。在所有子线程都执行完成( state=O)时会unpark()主线程，然后主线程会从 await()返回，继续执行后续的动作。

        一般来说，自定义同步器要么采用独占方式，要么采用共享方式 ，实现类只需实现tryAcquire、tryseAcquireShared、tryReleaseShared 中的一组即可。但AQS也支持自定义同步器同时实现独占和共享两种方式，例如 ReentrantReadWriteLock 在读取时采用了共享方式，在写入时采用了独占方式。

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