Java 公平锁实现：AQS 如何通过队列管理确保线程的等待公平性 大家好！今天我们来深入探讨 Java 中公平锁的实现机制，特别是 AQS（AbstractQueuedSynchronizer）如何通过队列管理来保证线程等待的公平性。公平锁是一种同步机制，它确保线程按照请求锁的顺序获得锁，避免了饥饿现象，让每个线程都有机会获得执行。 1. 公平锁的概念与必要性 在并发编程中，多个线程可能同时竞争共享资源。锁机制就是为了解决这种竞争，保证数据的一致性和完整性。公平锁和非公平锁是两种不同的锁获取策略。 非公平锁： 线程尝试获取锁时，如果锁当前未被占用，则立即尝试获取，即使有其他线程正在等待。这可能导致某些线程长时间等待，也就是所谓的“饥饿”现象。 ReentrantLock 默认是非公平锁。 公平锁： 线程只有在没有其他等待线程时才能获取锁，或者它是等待队列中的第一个线程。这保证了线程按照它们请求锁的顺序获得锁。 公平锁的必要性在于，某些应用场景对响应时间和资源分配有严格的要求。例如，在高并发的订单处理系统中，如果使用非公平锁，某些用户的请求可能长时间得不到处理，导致用户体验下降。使用公 …
Java AQS的锁排队机制：CLH队列中Node节点的等待状态与条件等待
Java AQS 的锁排队机制：CLH 队列中 Node 节点的等待状态与条件等待 大家好，今天我们来深入探讨 Java 并发编程中一个至关重要的概念：AbstractQueuedSynchronizer（AQS）框架中的锁排队机制，特别是 CLH 队列中 Node 节点的等待状态以及条件等待的实现。AQS 是构建 Java 并发工具的基础，理解其内部机制对于编写高效、可靠的并发程序至关重要。 AQS 核心概念回顾 AQS 的核心思想是维护一个同步状态 (state) 和一个 FIFO 的等待队列 (CLH 队列)。同步状态表示锁的可用性，而等待队列则管理等待获取锁的线程。线程试图获取锁时，如果同步状态不可用，则会将当前线程封装成一个 Node 节点加入到 CLH 队列中，并进入阻塞状态。当锁被释放时，AQS 会唤醒等待队列中的一个或多个线程，使其尝试获取锁。 CLH 队列：线程排队的基石 CLH 队列是一种隐式的双向链表，用于管理等待获取锁的线程。虽然被称为队列，但它并没有显式的队列结构，而是通过 Node 节点的 prev 和 next 指针来维护线程的排队顺序。 每个等待锁的线程 …
AQS（AbstractQueuedSynchronizer）源码：Node节点的CLH队列排队机制
好的，我们开始吧。 AQS（AbstractQueuedSynchronizer）源码：Node节点的CLH队列排队机制 大家好！今天我们深入探讨Java并发编程中至关重要的基石——AbstractQueuedSynchronizer (AQS) 的核心机制：Node节点的CLH队列排队机制。AQS是构建锁和其他同步组件的关键抽象，理解其内部原理对于编写高效、可靠的并发程序至关重要。本次讲座将从CLH队列的理论基础入手，结合AQS源码，详细剖析Node节点在AQS中的作用，以及排队、唤醒等关键操作的实现。 1. CLH队列：理论基础 CLH队列（Craig, Landin, and Hagersten queue）是一种基于链表的自旋锁队列，用于解决多线程并发访问共享资源时的排队问题。它具有以下关键特性： FIFO（First-In, First-Out）： 线程按照请求锁的顺序排队，先请求的线程先获得锁，保证公平性。 链表结构： 线程封装成节点（Node），通过前驱节点（predecessor）和后继节点（successor）连接成一个链表。 自旋等待： 线程在等待锁时，不会阻塞，而 …
AQS（AbstractQueuedSynchronizer）框架深度剖析：CLH队列与同步状态管理
AQS（AbstractQueuedSynchronizer）框架深度剖析：CLH队列与同步状态管理 大家好，今天我们来深入探讨并发编程中一个非常重要的框架——AQS (AbstractQueuedSynchronizer)。AQS 是构建许多同步器（例如 ReentrantLock、Semaphore、CountDownLatch 等）的基础。理解 AQS 的原理对于编写高效且可靠的并发程序至关重要。我们将重点关注 AQS 的核心组件：CLH 队列和同步状态管理。 1. AQS 的核心思想 AQS 本质上是一个同步器框架，它提供了一种通用的机制来管理同步状态、阻塞和唤醒线程。它采用了一种基于模板方法的设计模式，允许开发者通过继承 AQS 并重写特定的方法来实现自定义的同步器。 AQS 的核心思想可以概括为以下几点： 同步状态 (state): AQS 使用一个 volatile int 类型的 state 变量来表示同步状态。这个状态可以表示锁的持有者数量、信号量剩余的许可数量等等。 CLH 队列: 当线程尝试获取同步状态失败时，AQS 会将这些线程放入一个虚拟的双向队列，称为 CL …
深入理解Java并发编程：AQS框架原理、锁机制优化与高并发实践
深入理解Java并发编程：AQS框架原理、锁机制优化与高并发实践 各位同学，大家好！今天我们来深入探讨Java并发编程中的核心基石——AQS框架，以及如何利用它进行锁机制优化和高并发实践。AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是Java并发包java.util.concurrent中最核心的组件之一，它为构建锁、同步器等并发工具提供了一个通用的框架。掌握AQS，能够帮助我们更好地理解并发原理，并能根据实际场景定制高性能的并发组件。 一、AQS框架原理：理解同步状态与等待队列 AQS本质上是一个同步器模板，它定义了一套标准的同步操作流程，开发者可以通过继承AQS并重写特定的方法来实现自定义的同步器。AQS的核心概念包含两个部分： 同步状态（State）： AQS内部维护一个volatile int state变量，用来表示同步状态。这个状态的含义由具体的同步器决定。例如，对于ReentrantLock，state表示锁被重入的次数；对于Semaphore，state表示剩余的许可数量。volatile关键字保证了多线程环境下对state变量的可见性。 FIFO等待 …