浅析J.U.C的AQS(一)：CountDownLatch

AQS全称AbstractQueuedSynchronizer，顾名思义，是用于同步的队列抽象类。

之所以想浅析AQS，是因为其在J.U.C中颇为重要。事实上，FutureTask、CountDownLatch、Lock、Semaphore和CyclicBarrier都是通过派生AbstractQueuedSynchronizer来实现功能。

实际上FutureTask等类内部调用AQS的逻辑并不复杂，以CountDownLatch为例：

public class CountDownLatchTest
{
    //简单的CountDownLatch实例，5个线程都执行完毕后才会输出最后一句话
    private final static CountDownLatch CDL_TEST = new CountDownLatch(5);

    public static void main(final String[] args)
    {
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            new Thread()
            {
                @Override
                public void run()
                {
                    try
                    {
                        Thread.sleep(5000);
                    }
                    catch (InterruptedException e)
                    {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(this.getName() + " 结束啦");
                    CDL_TEST.countDown();
                }
            }.start();
        }

        try
        {
            CDL_TEST.await();
        }
        catch (InterruptedException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("终于可以运行了");
    }

 

CountDownLatch的核心函数是await和countDown。这两个函数的源码实现非常简单，就1行：

    public void await() throws InterruptedException {
        sync.acquireSharedInterruptibly(1);
    }

    public void countDown() {
        sync.releaseShared(1);
    }

那么这个sync内部到底实现了什么了，直接看源码：

 

 

//sync是AQS的派生类
private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
        Sync(int count) {
            //设置count，在本例中是5
            setState(count);
        }

        protected int tryAcquireShared(int acquires) {
            //判断state是否为0
            return (getState() == 0) ? 1 : -1;
        }

        protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
            // count--，返回count是否等于0
            for (;;) {
                int c = getState();
                if (c == 0)
                    return false;
                int nextc = c-1;
                //CAS操作，设置c为c-1
                if (compareAndSetState(c, nextc))
                    return nextc == 0;
            }
        }
    }

 

源码看到现在，CountDownLatchTest是如何实现5个线程都执行完毕才输出最后一句话的内部实现就很明了了：

1.初始化CDL_TEST 的state为5；

2.主线程执行至31行CDL_TEST.await()，此时state!=0，因此阻塞住；

3.5个副线程陆续执行到24行CDL_TEST.countDown()，通过CAS修改state的值。

4.当state为0时，唤醒主线程，主线程继续执行，输出了最后一段话。

 

其中，初始化state、判断state状态和修改state的值是Sync自行实现。而阻塞和唤醒线程则是AQS内部实现的。

那么这个AQS到底是如何实现的了？

请期待下一篇博文。