当前位置：首页 > news >正文

Java并发-AQS框架原理解析与实现类详解

news 来源：原创 2025/8/23 12:18:00

什么是AQS？

AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是Java并发包（JUC）的核心基础框架，它为构建锁和同步器提供了高效、灵活的底层支持。本文将从设计原理、核心机制及典型实现类三个维度展开，帮助读者全面掌握AQS的运作机制与应用场景。

一、AQS的核心原理

1. 同步状态管理

AQS通过一个volatile int类型的变量state表示同步状态，并提供以下原子操作方法：

getState()：获取当前状态值。
setState(int)：直接设置状态值。
compareAndSetState(int, int)：通过CAS（比较并交换）原子更新状态。

例如，在ReentrantLock中，state=0表示未加锁，state>0表示锁被占用且记录重入次数；在Semaphore中，state表示可用许可证数量。

2. CLH队列与线程调度

AQS基于CLH（Craig, Landin, Hagersten）锁队列的变种实现线程阻塞与唤醒机制：

队列结构：内部维护一个FIFO双向链表，每个节点（Node）封装一个等待线程，包含prev和next指针，以及waitStatus状态（如SIGNAL表示需唤醒后继节点）。
阻塞与唤醒：线程获取资源失败时，通过LockSupport.park()阻塞；资源释放时，通过LockSupport.unpark()唤醒队列中的下一个线程。

3. 两种资源共享模式

独占模式（Exclusive）：同一时间仅允许一个线程持有资源（如ReentrantLock）。
共享模式（Shared）：允许多个线程同时访问资源（如Semaphore、CountDownLatch）。

二、AQS的关键组件与设计模式

1. 模板方法模式

AQS通过模板方法定义同步器的核心逻辑，子类需重写以下方法：

tryAcquire(int)：尝试独占获取资源。
tryRelease(int)：尝试独占释放资源。
tryAcquireShared(int)：尝试共享获取资源。
tryReleaseShared(int)：尝试共享释放资源。

例如，ReentrantLock的Sync类通过重写tryAcquire实现可重入锁的逻辑。

2. 公平性与非公平性

公平锁：按线程入队顺序分配资源，通过hasQueuedPredecessors()检查是否有前驱节点。
非公平锁：允许新请求的线程“插队”直接尝试获取资源，提高吞吐量但可能导致饥饿。

三、AQS的典型实现类

1. 独占锁：ReentrantLock

特点：支持可重入，同一线程可多次获取锁（state累加），需等释放次数与获取次数匹配后彻底释放。
公平性控制：通过构造函数选择公平或非公平策略。

2. 共享锁：Semaphore

功能：控制同时访问资源的线程数。state表示可用许可证数量，acquire()减少许可证，release()增加许可证。

3. 闭锁：CountDownLatch

机制：初始化state=N，每个线程执行完成后调用countDown()（state减1），当state=0时唤醒所有等待线程（如主线程）。

4. 读写锁：ReentrantReadWriteLock

分离设计：读锁（共享）允许多线程并发读，写锁（独占）互斥写操作，提升高并发场景性能。

5. 循环屏障：CyclicBarrier

用途：多线程在屏障点等待，直到所有线程到达后继续执行。AQS管理线程队列，并在条件满足时统一唤醒。

四、AQS与内置锁的对比

特性	内置锁（synchronized）	AQS显式锁（如ReentrantLock）
中断支持	不可中断	支持`lockInterruptibly()`
尝试获取锁	不支持	支持`tryLock()`
公平性	仅非公平	可配置公平或非公平
条件变量	单一条件队列	支持多个`Condition`对象
锁释放	自动释放	需手动在`finally`中释放

（参考）

五、总结与最佳实践

AQS通过状态管理、队列调度和模板方法，为Java并发工具提供了高效的基础设施。实际开发中的选择建议：

若无特殊需求（如可中断、公平性），优先使用内置锁（JDK6后性能优化显著）。
需要高级功能（如超时、条件变量）时，选择基于AQS的显式锁。

示例代码（自定义同步器）：

class CustomSync extends AbstractQueuedSynchronizer {@Overrideprotected boolean tryAcquire(int arg) {return compareAndSetState(0, 1); // 独占模式，CAS获取锁}@Overrideprotected boolean tryRelease(int arg) {setState(0); // 释放锁return true;}
}

Java并发-AQS框架原理解析与实现类详解

什么是AQS？ AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是Java并发包（JUC）的核心基础框架，它为构建锁和同步器提供了高效、灵活的底层支持。本文将从设计原理、核心机制及典型实现类三个维度展开，帮助读者…...

编程日记 2025/8/23 12:18:00

【FFmpeg从入门到精通】第一章-FFmpeg简介

1 FFmpeg的定义 FFmpeg既是一款音视频编解码工具，同时也是一组音视频编解码开发套件，作为编解码开发套件，它为开发者提供了丰富的音视频处理的调用接口。 FFmpeg提供了多种媒体格式的封装和解封装，包括多种音视频编码、多种协议…...

编程日记 2025/8/23 12:15:47

Mac屏幕共享怎么使用？

Mac电脑要实现远程桌面连接到的工功能，可以使用其自带的屏幕共享功能。Mac屏幕共享能从一台Mac电脑远程控制另一台Mac电脑，并且无需下载第三方远程控制软件。下面，将为您介绍Mac远程桌面连接在哪，以及使用方法。步骤 1. Mac的远…...

编程日记 2025/8/23 12:11:49

探索亮数据Web Unlocker API：让谷歌学术网页科研数据 “触手可及”

本文目录一、引言二、Web Unlocker API 功能亮点三、Web Unlocker API 实战1.配置网页解锁器2.定位相关数据3.编写代码四、Web Scraper API技术亮点五、SERP API技术亮点六、总结一、引言网页数据宛如一座蕴藏着无限价值的宝库，无论是企业洞察市场动态、制定…...

编程日记 2025/8/22 4:41:36

【后端】【python】利用反射器----动态设置装饰器

📘 Python 装饰器进阶指南一、装饰器本质 ✅ 本质概念 Python 装饰器的本质是函数嵌套返回函数，它是对已有函数的增强，不修改原函数代码，使用语法糖 decorator 实现包裹效果。 def my_decorator(func):def wrapper(*args, …...

编程日记 2025/8/18 19:58:16

Oracle 中的 NOAUDIT CREATE SESSION 命令详解

Oracle 中的 NOAUDIT CREATE SESSION 命令详解 NOAUDIT CREATE SESSION 是 Oracle 数据库中用于取消对用户登录会话审计的命令，它与 AUDIT CREATE SESSION 命令相对应。一、基本语法 NOAUDIT CREATE SESSION [BY user1 [, user2]... | BY [SESSION | ACCESS]] …...

编程日记 2025/8/23 5:03:46

《Chronos: Learning the Language of Time Series》

全文摘要本文提出了Chronos，一个简单而有效的预训练概率时间序列模型框架。Chronos通过缩放和量化将时间序列值标记化为固定词汇，并利用现有的基于变换器的语言模型架构进行训练。我们在多个公开数据集和合成数据集上预训练了Chronos模型，并…...

编程日记 2025/8/22 10:35:08

git UserInterfaceState.xcuserstate 文件频繁更新

1> 退出 Xcdoe，打开终端（Terminal），进入到你的项目目录下。 2> 在终端键入 git rm --cached <YourProjectName>.xcodeproj/project.xcworkspace/xcuserdata/<YourUsername>.xcuserdatad/UserInterfaceState.x…...

编程日记 2025/8/19 8:36:35

Day92 | 灵神 | 二叉树路径总和

Day92 | 灵神 | 二叉树路径总和 112.路径总和 112. 路径总和 - 力扣（LeetCode） 思路： 1.递归函数意义如果在根节点为t的树中可以找到长度为target的路径就返回true，找不到就返回false 2.参数和返回值 bool tra(TreeNode …...

编程日记 2025/8/21 4:03:55

数据集 handpose_x_plus 3D RGB 三维手势 - 打篮球场景 play basketball

数据集 handpose 相关项目地址：https://github.com/XIAN-HHappy/handpose_x_plus 样例数据下载地址：数据集handpose-x-plus3DRGB三维手势-打篮球场景playbasketball资源-CSDN文库...

编程日记 2025/8/17 19:05:54

GitLab本地安装指南

当前GitLab的最新版是v17.10，安装地址：https://about.gitlab.com/install/。当然国内也可以安装极狐GitLab版本，极狐GitLab 是 GitLab 中国发行版（JH）。极狐GitLab支持龙蜥，欧拉等国内的操作系统平台。安装…...

编程日记 2025/8/19 2:04:01

云数据库：核心分类、技术优势与创新、应用场景、挑战应对和前沿趋势

李升伟整理云数据库技术是云计算与数据库技术融合的产物，它通过云服务模式提供数据库功能，彻底改变了数据的存储、管理和访问方式。以下从核心概念、技术优势、应用场景及挑战等方面展开分析： 一、云数据库的核心分类按部署模式托管数…...

编程日记 2025/8/19 15:10:00

算力狂飙时代：解码2024年上海及周边区域IDC市场的三重构局

2025年3月，科智咨询《2024-2025年上海及周边地区IDC市场研究报告》正式发布。报告对上海及周边地区IDC市场发展情况进行全面分析与深入解读。在长三角地区数字经济蓬勃发展的背景下，上海及周边区域的数据中心产业正迎来深刻转型。随着上海市政府陆续出台…...

编程日记 2025/8/21 19:24:54

循环首差链码的通俗解释

循环首差链码的通俗解释 1. 链码是什么？ 链码是一种用数字序列描述图像中物体轮廓的方法。例如，在 4-链码中： 0 表示向右移动；1 表示向上移动；2 表示向左移动；3 表示向下移动。假设有一段轮廓的链码为…...

编程日记 2025/8/23 1:03:58

✅ MySQL 事务 MVCC ROLLBACK

🧠 一、MVCC 与可重复读（REPEATABLE READ） 项目内容MVCC 概念多版本并发控制，事务中读到的是开启事务时的数据快照实现机制依赖 Read View trx_id Undo Log 实现版本判断快照读普通 SELECT，使用 MVCC，不…...

编程日记 2025/8/18 16:03:49

信息系统项目管理工程师备考计算类真题讲解四

一、三点估算（PERT） PERT（Program Evaluation and Review Technique）：计划评估技术，又称三点估算技术。PERT估算是一种项目管理中用于估算项目工期或成本的方法，以下是其详细介绍： …...

编程日记 2025/8/19 22:47:53

winfrom 查询某字符串找到它在 richTextbox 的位置定位并高亮并且滚动定位到所查询的字符串所在的行

如图： 代码： //查找关键字private void buttonSearch_Click(object sender, EventArgs e){string searchText textBoxSearch.Text;if (!string.IsNullOrEmpty(searchText)){TextBoxFinds(txtJSON, searchText);TextBoxFinds(txtSQL, searchText);}}//查…...

编程日记 2025/8/21 12:57:33

数据结构学习笔记：线性表的链式存储详解

目录单链表 1.1 无头单链表 1.2 有头单链表单向循环链表双链表 3.1 双链表 3.2 双向循环链表总结与对比一、单链表 1. 无头单链表（Headless Singly Linked List） 定义：链表无头结点，直接由头指针指向第一个数据节点。特点&…...

编程日记 2025/8/17 21:23:01

MyBatis-Plus 详解：快速上手到深入理解

一、前言 🌟 🧩 MyBatis & MyBatis-Plus 是啥关系？ MyBatis 是一个优秀的 ORM 框架（Object Relational Mapping，面向对象关系映射），它让我们可以通过编写 SQL 来操作数据库，同…...

编程日记 2025/8/19 22:28:08

【软件工程大系】净室软件工程

净室软件工程（Cleanroom Software Engineering）是一种以缺陷预防（正确性验证）为核心的软件开发方法，旨在通过严格的工程规范和数学验证，在开发过程中避免缺陷的产生，而非依赖后期的测试和调试。…...

编程日记 2025/8/19 16:25:44

[区块链lab2] 构建具备加密功能的Web服务端

实验目标： 掌握区块链中密码技术的工作原理。在基于Flask框架的服务端中实现哈希算法的加密功能。实验内容： 构建Flash Web服务器，实现哈希算法、非对称加密算法的加密功能。实验步骤： 哈希算法的应用：创建hash…...

编程日记 2025/8/18 15:52:20

2025年- H10-Lc117-560.和为K的子数组（子串）--java版

1.题目描述 2.思路例子1： 3.代码实现 class Solution {public int subarraySum(int[] nums, int k) {// List<Integer> listnew ArrayList<>();// int cnt0;// for(int i0;i<nums.length;i)// {// for(int ji1;j<nums.length;j)// {// …...

编程日记 2025/8/17 1:56:38

肾脏系统触发 “元数据泄漏警报“（蛋白尿+）

肾脏系统触发 "元数据泄漏警报"（蛋白尿） 核心故障模块：肾小球滤过屏障（GlomerularFilter v2.5.0） 漏洞类型：孔径屏障漏洞电荷屏障校验失败 → 元数据（蛋白质）越界泄漏 …...

编程日记 2025/8/23 7:10:36

摄像头的工作原理与应用摄像头的工作原理与应用

一、摄像头的工作原理与应用基本概念 V4L2的全称是Video For Linux Two，其实指的是V4L的升级版，是linux系统关于视频设备的内核驱动，同时V4L2也包含Linux系统下关于视频以及音频采集的接口，只需要配合对应的视频采集设备就可以…...

编程日记 2025/8/20 4:41:02

一个由通义千问以及FFmpeg的AVFrame、buffer引起的bug：前面几帧影响后面帧数据

目录 1 问题描述 2 我最开始的代码----错误代码 3 正确的代码 4 为什么前面帧的结果会叠加到了后面帧上----因为ffmpeg新一帧只更新上一帧变化的部分 5 以后不要用通义千问写代码 1 问题描述某个项目中，需要做人脸马赛克，然后这个是君正的某款芯片…...

编程日记 2025/8/21 14:04:08

MyBatis-动态SQL

MyBatis Plus 作为 MyBatis 的增强工具，简化了 CRUD 操作，但在复杂查询时，仍需使用 MyBatis 的动态 SQL 功能。以下是一些常用的动态标签、用法示例及注意事项： 常用动态标签及用法示例 <if> 标签用途：条件判…...

编程日记 2025/8/18 22:56:31

顺序表(Arraylist)和链表(Linkedlist)

List List是一个接口，继承自Collection。从数据结构角度来说，List就是一个线性表，即用n个相同类型的有限序列，可以在此序列中可以进行增删改查操作。 List是接口不能直接实例化，Linkedlist和Arraylist都实现了List…...

编程日记 2025/8/19 5:01:44

【python】django sqlite版本过低怎么办

方法一：下载最新版本复制上面的内容的链接在服务器上进行操作 wget https://sqlite.org/2025/sqlite-autoconf-3490100.tar.gz tar -zxvf sqlite-autoconf-3490100.tar.gz cd sqlite-autoconf-3490100 ./configure --prefix/usr/local make && make in…...

编程日记 2025/8/19 22:38:34

解决Dify使用Docker Compose部署中无法通过OpenAI插件等国外大模型厂商的插件访问其API的问题

解决Dify使用Docker Compose部署中无法通过OpenAI插件等国外大模型厂商的插件访问其API的问题问题描述在使用Docker Compose部署Dify时，发现无法通过OpenAI等国外大模型厂商的插件访问其API。这主要是因为Docker容器内的网络环境与宿主机不同，导致无…...

编程日记 2025/8/22 1:44:55

【ROS】代价地图

【ROS】代价地图前言代价地图（Costmap）概述代价地图的参数costmap_common_params.yaml 参数说明costmap_common_params.yaml 示例说明global_costmap.yaml 参数说明global_costmap.yaml 示例说明local_costmap.yaml 参数说明local_costmap.yaml 示例说明…...

编程日记 2025/8/21 5:42:13

Deno 统一 Node 和 npm，既是 JS 运行时，又是包管理器

Deno 是一个现代的、一体化的、零配置的 JavaScript 运行时、工具链，专为 JavaScript 和 TypeScript 开发设计。目前已有数十万开发者在使用 Deno，其代码仓库是 GitHub 上 star 数第二高的 Rust 项目。 Stars 数102620Forks 数5553 主要特点内置安全性…...

编程日记 2025/8/20 21:19:49

把城市变成智能生命体，智慧城市的神奇进化

智能交通系统的建立与优化智能交通系统（ITS）是智慧城市建设的核心部分之一，旨在提升交通管理效率和安全性。该系统利用传感器网络、GPS定位技术以及实时数据分析来监控和管理城市中的所有交通流动。例如，通过部署于道路两侧或交…...

编程日记 2025/8/17 21:28:28

青少年编程与数学 02-016 Python数据结构与算法 23课题、分布式算法

青少年编程与数学 02-016 Python数据结构与算法 23课题、分布式算法课题摘要:一、一致性算法Paxos 算法二、领导者选举算法Bully 算法三、分布式锁算法基于 ZooKeeper 的分布式锁四、分布式事务处理算法两阶段提交（2PC） 五、负载均衡算法最少连接法 …...

编程日记 2025/8/23 8:13:50

Windows10系统RabbitMQ无法访问Web端界面

项目场景： 提示：这里简述项目相关背景： 项目场景： 在一个基于 .NET 的分布式项目中，团队使用 RabbitMQ 作为消息队列中间件，负责模块间的异步通信。开发环境为 Windows 10 系统，开发人员按照官…...

编程日记 2025/8/19 20:50:24

人工智能之数学基础：特征值分解与奇异值分解的区别分析

本文重点矩阵分解是线性代数的核心工具，广泛应用于数据分析、信号处理、机器学习等领域。特征值分解与奇异值分解在数学定义、适用范围、几何意义、计算方法、应用场景及稳定性方面存在显著差异。EVD 适用于方阵，强调矩阵的固有属性；SVD 适用于任意矩阵，揭示矩阵的内在结…...

编程日记 2025/8/17 0:30:09

UDP概念特点+编程流程

UDP概念编程流程目录一、UDP基本概念 1.1 概念 1.2 特点 1.2.1 无连接性： 1.2.2 不可靠性 1.2.3 面向报文二、UDP编程流程 2.1 客户端 cli.c 2.2 服务端ser.c 一、UDP基本概念 1.1 概念 UDP 即用户数据报协议（User Datagram Protocol &…...

编程日记 2025/8/23 2:04:30

Go语言实现OAuth 2.0认证服务器

文章目录 1. 项目概述1.1 OAuth2 流程 2. OAuth 2.0 Storage接口解析2.1 基础方法2.2 客户端管理相关方法2.3 授权码相关方法2.4 访问令牌相关方法2.5 刷新令牌相关方法 2.6 方法调用时序2.7 关键注意点3. MySQL存储实现原理3.1 数据库设计3.2 核心实现 4. OAuth 2.0授权码流程…...

编程日记 2025/8/21 10:26:30

【版本控制】idea中使用git

大家好，我是jstart千语。接下来继续对git的内容进行讲解。也是在开发中最常使用，最重要的部分，在idea中操作git。目录在右侧哦。如果需要git命令的详解： 【版本控制】git命令使用大全-CSDN博客一、配置git 要先关闭项目&#xf…...

编程日记 2025/8/21 5:19:34

永磁同步电机控制中，滑模观测器是基于反电动势观测转子速度和角度的？扩展卡尔曼滤波观测器是基于什么观测的？扩展卡尔曼滤波观测器也是基于反电动势吗？

滑模观测器在PMSM中的应用： 滑模观测器是一种非线性观测器，利用切换函数设计，使得状态估计误差迅速趋近于零，实现快速响应和对外部干扰的鲁棒性。在永磁同步电机（PMSM）无传感器控制中，滑模观测…...

编程日记 2025/8/19 6:13:35

十倍开发效率 - IDEA 插件之RestfulBox - API

提高效率不是为了完成更多的任务，而是有充足的时间摸鱼。快速体验 RestfulBox - API 是 IDEA 的插件，适合本地测试接口，完全不需要对项目进行任何以来。接口管理：支持接口扫描、浏览、搜索、跳转、导入和导出。支持接口请求&a…...

编程日记 2025/8/23 1:22:16

HTML、CSS 和 JavaScript 常见用法及使用规范

一、HTML 深度剖析 1. 文档类型声明 HTML 文档开头的 <!DOCTYPE html> 声明告知浏览器当前文档使用的是 HTML5 标准。它是文档的重要元信息，能确保浏览器以标准模式渲染页面，避免怪异模式下的兼容性问题。 2. 元数据标签 <meta> 标签&am…...

编程日记 2025/8/21 8:38:58

人工智能概念股投资：10大潜力标的深度研究

人工智能概念股投资：10大潜力标的深度研究一、人工智能概念股投资的基本概念人工智能（Artificial Intelligence，AI）是指利用计算机程序模拟人类智能的一种技术，通过对数据的分析和学习，实现类似人类思维和…...

编程日记 2025/8/22 21:43:28

centos部署的openstack发布windows虚拟机

‌CentOS上部署的OpenStack可以发布Windows虚拟机‌。在CentOS上部署OpenStack后，可以通过OpenStack平台创建和管理Windows虚拟机。以下是具体的步骤和注意事项： ‌安装和配置OpenStack‌： 首先，确保系统满足OpenStack的最低硬件…...

编程日记 2025/8/19 7:46:19

Fortran 中使用 C_LOC 和 C_F_POINTER 结合的方法来实现不同类型指针指向同一块内存区域

在 Fortran 中，可以使用 C_LOC 和 C_F_POINTER 结合的方法来实现不同类型指针指向同一块内存区域。以下是具体方法和示例： 关键步骤： 获取内存地址：用 C_LOC 获取原始数组的 C 地址。类型转换：用 C_F_POINTER 将地址转…...

编程日记 2025/8/21 5:42:32

两个 STM32G0 I2C 通信异常的案例分析

1. 案例一问题描述客户反馈其产品在使用 STM32G0C1NEY6TR 和一个充电管理 IC 通信时，速率为100KHz 时通信正常，但工作在 400KHz 时，有时会产生 I2C 错误。把 I2C GPIO 配置为推挽输出后产生错误的概率会下降。 2. 案例一问题确认针对客…...

编程日记 2025/8/20 15:26:14

尚硅谷-react[1-6集]

目录步骤 1. devlopment.js 2. react-dom.devopment.js 3. babel.min.js // 将jsx转为js体验 // 这个虚拟dom的内容不能够写引号,单引号双引号 const VDOM <h1>nihao react</h1> // 可以使用括号进行编写 const VDOM1 (<h1>nihao react</h1> )…...

编程日记 2025/8/21 4:26:07