一、定义

AQS:AbstractQueuedSynchronizer(抽象队列同步器)，是一个用于构建锁和同步器的抽象的同步框架。AQS 提供了一种可扩展的基础，允许开发者实现各种形式的同步控制机制。
例如：独占锁（ReentrantLock）、共享锁（ReentrantReadWriteLock）、CountDownLatch 等都是基于 AQS 的同步机制实现的。

AQS 的核心思想是基于队列的等待/通知机制。它维护了一个等待队列，线程通过排队在队列中等待获取锁或者资源。AQS 提供了一些基本的方法，允许子类来定义自己的同步逻辑。其中两个主要的模板方法是 acquire 和 release。

• acquire 方法用于线程获取锁或资源，如果获取不到就进入等待队列等待。
• release 方法用于线程释放锁或资源，可能会唤醒等待队列中的其他线程。

AQS 的实现使用了模板方法模式，具体的同步器通过继承 AQS 并实现其中的抽象方法来定义自己的同步逻辑。

二、CountDownLatch

CountDownLatch 是 Java 中并发编程的一个工具类，用于实现线程等待。使用了 AQS 的基本机制，通过维护一个计数器，使得等待的线程能够在计数器减为零时被唤醒。

CountDownLatch 的主要方法是 countDown() 和 await()：

• countDown(): 每次调用都会将计数器减1。
• await(): 调用线程会阻塞，直到计数器变为零。

import java.util.concurrent.CountDownLatch;public class CountDownLatchExample {public static void main(String[] args) {// 创建一个CountDownLatch，设置初始计数器值CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);// 创建三个线程，并传递同一个CountDownLatch实例Thread worker1 = new Worker(latch, "Worker 1");Thread worker2 = new Worker(latch, "Worker 2");Thread worker3 = new Worker(latch, "Worker 3");// 启动三个线程worker1.start();worker2.start();worker3.start();try {// 主线程等待计数器变为零latch.await();System.out.println("All workers have completed their tasks.");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}
}class Worker extends Thread {private final CountDownLatch latch;public Worker(CountDownLatch latch, String name) {super(name);this.latch = latch;}@Overridepublic void run() {System.out.println(getName() + " is working.");// 模拟工作任务try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(getName() + " has completed its task.");// 每个线程完成任务时调用countDown()latch.countDown();}
}

三、ReentrantLock

ReentrantLock 是 java.util.concurrent.locks 包中用于实现可重入锁（Reentrant Lock）的类，使用 AQS 来实现同步。它提供了比传统的synchronized关键字更灵活的锁定机制。可重入锁允许线程在持有锁的情况下再次获取该锁，而不会发生死锁。

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class ReentrantLockExample {public static void main(String[] args) {// 创建一个ReentrantLock实例Lock lock = new ReentrantLock();// 创建两个线程，并传递同一个ReentrantLock实例Thread thread1 = new Worker(lock, "Thread 1");Thread thread2 = new Worker(lock, "Thread 2");// 启动两个线程thread1.start();thread2.start();}
}class Worker extends Thread {private final Lock lock;public Worker(Lock lock, String name) {super(name);this.lock = lock;}@Overridepublic void run() {// 获取锁lock.lock();try {System.out.println(getName() + " has acquired the lock.");// 模拟工作任务Thread.sleep(2000);System.out.println(getName() + " is releasing the lock.");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {// 释放锁，确保在发生异常时也能释放锁lock.unlock();}}
}