1.【后端面经-Java】AQS详解
2.AbstractQueuedSynchronizer概述
3.Java 中的码分锁原理、锁优化、码分CAS、码分AQS 详解！码分
4.什么是码分CAS、什么是码分gethostname 源码AQS
5.Java并发编程解析 | 基于JDK源码解析Java领域中并发锁之StampedLock锁的设计思想与实现原理 (三)
6.AQS是什么？

【后端面经-Java】AQS详解

       AQS是什么？

       AQS定义了一套多线程访问共享资源的同步器框架，许多同步类实现都依赖于它，码分如常用的码分ReentrantLock。简单来说，码分AQS定义了一套框架，码分来实现同步类。码分

       AQS的码分核心思想是对于共享资源，维护一个双端队列来管理线程，码分队列中的码分线程依次获取资源，获取不到的码分线程进入队列等待，直到资源释放，队列中的线程依次获取资源。AQS的基本框架如图所示：

       资源state变量表示共享资源，通常是int类型。CLH双向队列是一种基于逻辑队列非线程饥饿的自旋公平锁，具体介绍可参考此篇博客。CLH中每个节点都表示一个线程，处于头部的节点获取资源，而其他资源则等待。Node的方法和属性值如图所示：其中,

       一般来说，一个同步器是资源独占模式或者资源共享模式的其中之一，因此tryAcquire(int)和tryAcquireShared(int)只需要实现一个即可，tryRelease(int)和tryReleaseShared(int)同理。但是同步器也可以实现两种模式的资源获取和释放，从而实现独占和共享两种模式。

       acquire(int)是获取资源的顶层入口，tryAcquire(int)是获取资源的方法，需要自定义同步器实现。addWaiter(Node.EXCLUSIVE)是将线程加入等待队列的尾部，acquireQueued(Node node, int arg)将线程阻塞在等待队列中，直到获取到资源后才返回。

       release(int)是释放资源的顶层入口方法，tryRelease(int)是释放资源的方法，需要自定义同步器自己实现。unparkSuccessor(h)是病毒源码怎么取消唤醒后继节点的方法。

       acquireShared(int)和releaseShared(int)是使用共享模式获取共享资源的顶层入口方法，tryAcquireShared(arg)是获取共享资源的方法，doAcquireShared(arg)将线程阻塞在等待队列中，直到获取到资源后才返回。releaseShared(int)是释放共享资源的顶层入口方法，doReleaseShared()方法释放共享资源。

       面试问题模拟：AQS是接口吗？有哪些没有实现的方法？看过相关源码吗？

       A：AQS定义了一个实现同步类的框架，实现方法主要有tryAquire和tryRelease，表示独占模式的资源获取和释放，tryAquireShared和tryReleaseShared表示共享模式的资源获取和释放。源码分析如上文所述。

AbstractQueuedSynchronizer概述

       在Java并发编程的世界里，有一个重要的同步工具类，那就是AbstractQueuedSynchronizer（简称AQS）。它是Java.util.concurrent.locks包下的一个抽象类，继承自Java的核心类Object，旨在提供一个高效、灵活的同步机制，支持多种并发场景的同步控制。

       AQS的设计理念是将同步控制抽象为一个队列，每个同步请求作为一个节点，通过FIFO（先进先出）的方式排队。这样，多个线程在获取锁时，需要按照特定的顺序等待，避免了死锁的可能，提高了并发性能。AQS内部的公平锁和非公平锁选项，允许开发者根据需要选择不同的同步策略。

       AQS还提供了一套丰富的同步原语，如acquire()和release()，这些方法允许线程在获取和释放锁时进行自定义操作。此外，AQS还支持自定义的同步队列，这使得它能够与其他同步框架（如ReentrantLock、Semaphore等）无缝集成，为并发编程提供了极大的灵活性。

       由于AQS实现了Serializable接口，它可以在需要跨线程、源码A6跨JVM传输数据时被序列化，这对于分布式环境下的同步控制非常有用。然而，值得注意的是，AQS本身并不提供显式的互斥保护，开发者需要在其基础上构建更具体的同步组件，如ReentrantLock或者CountDownLatch。

       总而言之，AbstractQueuedSynchronizer是Java并发编程中不可或缺的基石，它的设计原则、灵活性和可扩展性，使得它在处理高并发场景时表现出色，是开发者构建并发系统时的首选工具之一。

扩展资料

       AbstractQueuedSynchronizer为实现依赖于先进先出 (FIFO) 等待队列的阻塞锁定和相关同步器（信号量、事件，等等）提供一个框架。此类的设计目标是成为依靠单个原子 int 值来表示状态的大多数同步器的一个有用基础。子类必须定义更改此状态的受保护方法，并定义哪种状态对于此对象意味着被获取或被释放。假定这些条件之后，此类中的其他方法就可以实现所有排队和阻塞机制。子类可以维护其他状态字段，但只是为了获得同步而只追踪使用 getState()、setState(int) 和 compareAndSetState(int, int) 方法来操作以原子方式更新的 int 值。

Java 中的锁原理、锁优化、CAS、AQS 详解！

       锁在Java中主要用于解决并发操作可能引发的脏读和数据不一致性问题。实现锁主要有两种方式：通过volatile关键字和synchronized关键字。

       volatile关键字在Java中用于保证共享变量的可见性。当一个线程修改了volatile变量的值，其他线程可以立即读取到这个修改的值。相较于synchronized关键字，volatile的使用和执行成本更低，因为它不会引起线程上下文的切换和调度。因此，如果volatile变量的使用恰当，它能比synchronized提供更高效的简单资金指标源码并发控制。

       synchronized关键字则通过锁机制来实现同步。在Java中，每一个对象都可以作为锁，其具体实现方式有三种形式。当一个线程试图访问同步代码块时，它需要先获取锁，然后才能执行同步代码块的代码，最后在退出或抛出异常时释放锁。synchronized的实现基于Monitor机制，它通过两个方面支持线程之间的同步：Java使用对象锁保证工作在共享数据集上的线程互斥执行，以及通过notify/notifyAll/wait方法协同不同线程之间的操作。在Java中，每个类和对象都关联了一个Monitor。

       Monitor的工作原理涉及到Java对象头的Mark Word，用于存放锁标记。在JavaSE 1.6中，为了减少获得锁和释放锁的性能消耗，引入了“偏向锁”和“轻量级锁”优化。锁的状态从低到高依次为无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁状态和重量级锁状态，它们会根据竞争情况逐渐升级。锁可以升级但不能降级，这意味着偏向锁升级成轻量级锁后不能降级成偏向锁。这种策略旨在提高获得锁和释放锁的效率。

       在并发应用中，CAS（CompareAndSwap）操作也常被使用。CAS是一个原子操作，它比较一个内存位置的值，并在相等时修改这个内存位置的值。CAS操作使用处理器提供的CMPXCHG指令实现。它的优点是保证了新的值总是基于最新的信息计算的，但缺点是可能导致数据竞争和死锁。

       Java中的队列同步器（AQS）是构建锁或其他同步组件的基础框架。AQS使用一个int成员变量表示同步状态，并通过内置的FIFO双向队列完成获取锁线程的排队工作。AQS支持独占式和共享式锁的获取，其中独占式锁有且只有一个线程能获取到，共享式锁可以允许多个线程同时获取。手机互动游戏源码

       以ConcurrentHashMap为例，它使用锁分段技术来实现线程安全。通过将数据分成多个段并为每个段分配一把锁，ConcurrentHashMap允许一个线程访问其中一个段的数据，同时其他段的数据可以被其他线程访问。这提高了并发访问的效率。

什么是CAS、什么是AQS

       在探讨多线程编程时，CAS（Compare And Swap）和 AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是核心概念，它们在构建同步机制和实现锁方面扮演重要角色。下面我们将深入理解CAS和AQS的原理、应用场景及其在Java中的实现。

       CAS理解

       CAS是一种乐观锁策略，基于原子操作的乐观锁机制。它假设多个线程同时操作同一数据时，只有一个线程能成功修改数据。当多个线程尝试更新同一变量时，只有一个线程能成功地完成CAS操作，其余线程将失败并重新尝试。这种非阻塞算法提高了性能，因为它避免了锁带来的线程阻塞。

       在Java的java.util.concurrent.atomic包中，提供了原子类以实现原子操作，如原子整数类AtomicInteger等。这些类在多线程环境下的操作具有排他性，允许线程在不被中断的情况下执行操作，从而提高了程序的并发性能。

       ABA问题

       CAS操作可能会引发ABA问题，即在数据变化前后的两次CAS操作中，数据值相同，从而无法判断数据是否被修改过。为解决此问题，乐观锁通常使用版本号机制，每次修改数据时记录版本号，并在修改后递增。若后续修改请求与当前版本号一致，则允许进行修改，否则视为无效修改。

       使用版本号机制可以确保ABA问题的解决，避免了数据在两个时间点上的“自循环”修改，从而保证了数据的一致性和完整性。

       AQS理解

       AQS是Java并发库中的抽象基类，用于构建锁和其他同步组件的基础框架。它提供了一套同步状态的获取和释放方法，通过继承或组合方式实现具体的同步逻辑。AQS维护一个volatile int state变量和一个FIFO（双向队列）等待队列，用于管理同步状态和等待线程。

       AQS提供了多种同步状态的访问方式，如公平锁和非公平锁，以及条件变量等。ReentrantLock、Semaphore、CountDownLatch等Java并发工具类都基于AQS实现，提供了丰富的同步控制功能。

       在获取和释放同步状态的过程中，AQS通过内部实现的队列和状态变量，保证了多线程环境下的线程安全性和高效的同步操作。例如，获取锁时，AQS会尝试通过CAS操作修改状态变量，并在失败时将线程加入等待队列；释放锁时，则会通过CAS操作调整状态变量，同时唤醒等待队列中的线程。

       通过深入理解CAS和AQS的工作原理及其在Java中的具体实现，开发者可以更有效地利用Java并发工具，构建高效、可靠的多线程应用程序。

Java并发编程解析 | 基于JDK源码解析Java领域中并发锁之StampedLock锁的设计思想与实现原理 (三)

       在并发编程领域，核心问题涉及互斥与同步。互斥允许同一时刻仅一个线程访问共享资源，同步则指线程间通信协作。多线程并发执行历来面临两大挑战。为解决这些，设计原则强调通过消息通信而非内存共享实现进程或线程同步。

       本文探讨的关键术语包括Java语法层面实现的锁与JDK层面锁。Java领域并发问题主要通过管程解决。内置锁的粒度较大，不支持特定功能，因此JDK在内部重新设计，引入新特性，实现多种锁。基于JDK层面的锁大致分为4类。

       在Java领域，AQS同步器作为多线程并发控制的基石，包含同步状态、等待与条件队列、独占与共享模式等核心要素。JDK并发工具以AQS为基础，实现各种同步机制。

       StampedLock（印戳锁）是基于自定义API操作的并发控制工具，改进自读写锁，特别优化读操作效率。印戳锁提供三种锁实现模式，支持分散操作热点与削峰处理。在JDK1.8中，通过队列削峰实现。

       印戳锁基本实现包括共享状态变量、等待队列、读锁与写锁核心处理逻辑。读锁视图与写锁视图操作有特定队列处理，读锁实现包含获取、释放方式，写锁实现包含释放方式。基于Lock接口的实现区分读锁与写锁。

       印戳锁本质上仍为读写锁，基于自定义封装API操作实现，不同于AQS基础同步器。在Java并发编程领域，多种实现与应用围绕线程安全，根据不同业务场景具体实现。

       Java锁实现与运用远不止于此，还包括相位器、交换器及并发容器中的分段锁。在并发编程中，锁作为实现方式之一，提供线程安全，但实际应用中锁仅为单一应用，提供并发编程思想。

       本文总结Java领域并发锁设计与实现，重点介绍JDK层面锁与印戳锁。文章观点及理解可能存在不足，欢迎指正。技术研究之路任重道远，希望每一份努力都充满价值，未来依然充满可能。

AQS是什么？

       AQS，全称为AbstractQueuedSynchronizer，是Java并发包中用于解决多线程访问共享资源问题的同步机制的基础框架。它作为抽象类，需要被子类继承，为Java并发同步组件提供底层支持。AQS的核心是维护一个volatile int型变量state，表示同步状态，包括锁的获取与释放。子类需重写一系列方法，如getstate、setstate、compareAndSetState来管理state。AQS通过虚拟的CLH FIFO双向队列管理阻塞线程，实现线程间的有序等待与唤醒。

       AQS的核心功能在于提供一个基础框架来解决同步问题。通过state变量，AQS能跟踪锁的持有状态。getstate、setstate、compareAndSetState等方法允许子类根据具体需求管理state。AQS还利用一个虚拟队列结构来管理因同步操作而被阻塞的线程，确保线程等待的有序性和公平性。

       综上所述，AQS是Java并发编程中的关键组件，它通过抽象的类结构、state变量和队列机制，为开发者提供了一种灵活而高效的解决多线程同步问题的方案。通过继承AQS并实现其抽象方法，开发者可以根据具体需求构建出符合业务逻辑的同步机制，确保多个线程安全地访问共享资源。

Java并发系列 | Semaphore源码分析

       在Java并发编程中，Semaphore（信号量）是AQS共享模式的实用工具，它能够控制多个线程对共享资源的并发访问，实现流量控制。Semaphore的核心概念是“许可证”，类似于公共汽车票，只有获取到票的线程才能进行操作。许可证数量有限，当数量耗尽时，后续线程需要等待，直到有线程释放其许可证。Semaphore构造器接受初始许可证数量，可以选择公平或非公平的获取方式。

       Semaphore提供了获取和释放许可证的API，默认每次操作一个许可证。获取许可证有直接和尝试两种方式，直接获取可能阻塞，而尝试不会。acquire方法内部调用的是AQS的acquireSharedInterruptibly，它会尝试公平或非公平地获取，并在获取失败时决定是否阻塞。释放许可证则直接调用AQS的releaseShared方法，通过自旋循环确保同步状态的正确更新。

       Semaphore的应用广泛，本文通过实现一个简单的数据库连接池，展示了Semaphore如何控制连接的并发使用。连接池初始化时创建固定数量的连接，每次线程请求连接时需要获取许可证，释放连接时则释放许可证。测试结果验证了Semaphore有效管理连接并发并确保了流量控制。

       代码示例与测试结果表明，Semaphore通过控制许可证数量，确保了资源使用的合理调度，当连接池中所有连接被占用，后续请求将被阻塞，直到有连接被释放。这清楚地展示了Semaphore在并发控制中的作用。

aqs是什么意思

       AQS是一种用于解决并发问题的框架策略。

       AQS的核心思想是通过一个先进先出队列来实现线程间的同步和协调。它提供了一种可扩展的方式来处理多种并发问题，如互斥锁、读写锁等。AQS定义了一个核心的队列数据结构，通过这个队列来管理等待获取资源的线程。当一个线程尝试获取资源但失败时，它会加入到队列的末尾等待，一旦资源释放，队列中的线程就会按照顺序尝试获取资源。这种策略能够高效地处理多线程间的同步问题，避免了过度竞争和死锁等问题。

       AQS是由Java的并发包java.util.concurrent所使用的一种技术。它在JDK 1.5引入的并发工具包中得到了广泛应用，例如ReentrantLock、Semaphore等类都基于AQS实现。AQS的设计保证了其高性能和低开销，使其成为Java并发编程中一个重要的组成部分。在复杂的高并发场景下，通过合理的利用AQS策略，可以有效提升系统的稳定性和性能。

       总的来说，AQS是一个用于解决多线程并发问题的框架策略，其核心思想是通过队列来管理等待获取资源的线程，保证系统的稳定性和性能。它在Java的并发编程中扮演着重要的角色，是构建高效并发系统的关键组成部分之一。由于AQS的广泛应用和重要性，深入理解AQS的原理和使用方法对于Java开发者来说是非常有价值的。