【计算机基础】锁：AQS 模板方法模式

你的名字 2022-10-31 04:14 42阅读 0赞

**目录**

前言：AQS中的设计模式

一、模板方法模式的DEMO：

demo小结：

二、AQS是如何落实的？

我们以acquire(）为例：

acquire(）具体是什么流程呢？

--------------------

# 前言：AQS中的设计模式 #

无意间在学习AQS的时候，看到了模板方法模式，原来在AQS实现的框架了融入了模板方法模式，

我们可以从一个别人写的小demo先对模板方法模式有一个宏观的认识，方便之后的理解：

# **一、模板方法模式的DEMO：** #

1、模板抽象类：HouseTemplate
    
    public abstract class HouseTemplate {
       protected HouseTemplate(String name){
            this.name = name;
        }
        protected String name;
    
        protected abstract void buildDoor();
    
        protected abstract void buildWindow();
    
        protected abstract void buildWall();
    
        protected abstract void buildBase();
    
        //公共逻辑
        public final void buildHouse(){
            buildBase();
            buildWall();
            buildDoor();
            buildWindow();
        }
    }

2、子类1：HouseOne
    
    public class HouseOne extends HouseTemplate {
    
        HouseOne(String name){
            super(name);
        }
    
        @Override
        protected void buildDoor() {
            System.out.println(name +"的门要采用防盗门");
        }
    
        @Override
        protected void buildWindow() {
            System.out.println(name + "的窗户要面向北方");
        }
    
        @Override
        protected void buildWall() {
            System.out.println(name + "的墙使用大理石建造");
        }
    
        @Override
        protected void buildBase() {
            System.out.println(name + "的地基使用钢铁地基");
        }
    }

3、子类2：HouseTwo
    
    public class HouseTwo extends HouseTemplate {
    
        HouseTwo(String name){
            super(name);
        }
    
        @Override
        protected void buildDoor() {
            System.out.println(name + "的门采用木门");
        }
    
        @Override
        protected void buildWindow() {
            System.out.println(name + "的窗户要向南");
        }
    
        @Override
        protected void buildWall() {
            System.out.println(name + "的墙使用玻璃制造");
        }
    
        @Override
        protected void buildBase() {
            System.out.println(name + "的地基使用花岗岩");
        }
    
    }

4、测试类：Clienter
    
    public class Clienter {
    
    
        public static void main(String[] args){
            HouseTemplate houseOne = new HouseOne("房子1");
            HouseTemplate houseTwo = new HouseTwo("房子2");
            houseOne.buildHouse();
            houseTwo.buildHouse();
        }
    }

运行结果：
    
    房子1的地基使用钢铁地基
    房子1的墙使用大理石建造
    房子1的门要采用防盗门
    房子1的窗户要面向北方
    房子2的地基使用花岗岩
    房子2的墙使用玻璃制造
    房子2的门采用木门
    房子2的窗户要向南
    
    房子1的地基使用钢铁地基
    房子1的墙使用大理石建造
    房子1的门要采用防盗门
    房子1的窗户要面向北方
    房子2的地基使用花岗岩
    房子2的墙使用玻璃制造
    房子2的门采用木门
    房子2的窗户要向南

以上demo原文：[https://www.cnblogs.com/alimayun/p/12153034.html][https_www.cnblogs.com_alimayun_p_12153034.html]

## demo小结： ##

这个例子并不完全准确，之后我们再看看不同在哪里，但这个例子很好理解。

和原文的小结 稍有些不同看法：

**例子中的 public final void buildHouse()：是模板方法**

模板方法是被final修饰的，不需要子类实现，子类只需要根据模板上定义好的顺序执行即可，其中的某个方法还可以让子类自己去定义

> 百度的答案是：
> 
> 模板方法模式定义了一个算法的步骤，并允许子类为一个或多个步骤提供其实践方式。
> 
> 让子类在不改变算法架构的情况下，重新定义算法中的某些步骤

# **二、AQS是如何落实的？** #

在AQS抽象类中可以被子类重写的方法：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><strong>AQS类中 ， 可以被重写的方法</strong></td> 
   <td> 
    <div> 
     <strong>描述</strong> 
    </div> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> 
    <div> 
     <strong>protected boolean tryRelease(int arg){}</strong> 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div>
      独占释放同步状态， 
    </div> 
    <div>
      等待获取同步状态的线程将有机会获取同步状态 
    </div> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> 
    <div> 
     <strong>protected boolean tryReleaseShared(int arg){}</strong> 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div>
      共享式释放同步状态 
    </div> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> 
    <div> 
     <strong>protected boolean isHeldExclusively(){}</strong> 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div>
      当前同步器是否在独占模式下被线程占用 
    </div> 
    <div>
      用来表示该方法是否被当前线程占用 
    </div> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> 
    <div> 
     <strong>protected boolean tryAcquire(int arg){}</strong> 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div>
      独占获取的同步状态 
    </div> 
    <div>
      实现该方法需要查询当前状态并判断同步状态是否符合预期 
    </div> 
    <div>
      通过CAS设置同步状态 
    </div> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> 
    <div> 
     <strong>protected int tryAcquireShared(int arg){}</strong> 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div>
      共享式获取同步状态，返回大于等于0的值，表示获取成功 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

【比如：】 tryAcquire() 实际获取锁的逻辑，交给子类去实现，就锁的获取而言，子类必须重写这个方法，否则抛出UnsupporotedOperationException();

下图中，上面的图是AQS类的方法

下面的图是ReentrantLock 公平锁FireLock重写的tryAcquire方法

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3htbDE5OTY_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>AQS类中 ，&nbsp;不可以被重写的方法---模板方法</p> </td> 
   <td style="width:693px;"> <p>描述</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <p>public final void acquire(int arg ) {...}</p> </td> 
   <td style="width:693px;"> <p>独占获取的同步状态</p> <p>它调用了子类重写的tryAcquire方法，如果获取成功，直接返回，否则接着走其他方法进度等待队列</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <p>public final boolean release(int arg){...}</p> </td> 
   <td style="width:693px;"> <p>独占式释放同步状态</p> <p>吃放成功后，把同步队列中第一个节点内的线程唤醒</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <p>。。。。。。</p> </td> 
   <td style="width:693px;"> <p>一共有9个模板方法，这里只说了2个</p> <p>详细去参考《java并发编程的艺术》</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

看一下AQS类下的**模板方法**的真面目：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3htbDE5OTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

### 我们以acquire(）为例： ###

这个方法描述了获取锁的流程，也就是百度中说的算法的步骤，上面例子想要表达的建筑房子的步骤

### acquire(）**具体是什么流程呢？** ###

就是if里的方法的执行顺序：

**tryAcquire()--->****addWaiter(Node.EXCLUSIVE)--------------------->****acquireQueued(\#\#,arg)****-------------------------->selfInterrupt()**

**获取锁--------->****获取失败后，请求锁的线程包装成Node,放入队列--->****刚包装成Node的线程，让它尝试获取锁或挂起****---->中断当前线程**

> PS中断的解释：
> 
> 锁获取失败，入队列失败，获取锁或挂起的过程中失败，
> 
> 这些过程中出现中断导致失败，这些方法是不响应中断的，在最后都是fasle的时候，这个线程自我中断

tryAcquire() 这个方法就是可以让子类去具体实现获取锁的不同方式。

也就是百度中说的：子类在不改变算法架构的情况下，重新定义算法中的某些步骤

整合一下上面的图：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3htbDE5OTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

到此模板方法模式在AQS中的应用就解释完了，一遍摸索一遍总结，如果有不同的见解，欢迎指导！

[https_www.cnblogs.com_alimayun_p_12153034.html]: https://www.cnblogs.com/alimayun/p/12153034.html
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3htbDE5OTY_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221024/610c8f1a1264484981dd2ed8bcad5614.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3htbDE5OTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221024/89e6b656336a46069354add5bfca77f3.png
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