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  • The java.util.concurrent Synchronizer Framework笔记

    这篇笔记是关于 Doug Lea 的 The java.util.concurrent Synchronizer Framework

    原文地址:http://gee.cs.oswego.edu/dl/papers/aqs.pdf。


    1. JDK 1.5 引入 java.util.concurrent package(JSR 166)。

    这个 package 包含了一些中级的并发支持类。

    在这些类中有一个同步器(synchronizers)集合。这些同步器都维护了:

    (1)一个内部的同步状态(synchronization state),用于表示一个锁是否已经上锁了;

    (2)一些用于更新或检查这个同步状态的方法;

    (3)至少有一个方法用于阻塞调用线程,在允许的条件下重新运行这个调用线程。

    一些例子有:各种形式的互斥锁,读写锁,信号量,barrier,fututures, event indicators, handoff queues。

    2. 基本上任一同步器都可以去实现其他同步器。

    但这样做会带来额外的复杂度、开销和死板。另外,概念上讲也不吸引人。

    JSR 166 建立了一个框架,以 AbstractQueuedSynchronizer 为核心,提供了一些通用的机制供大部分同步器使用。

    3. 同步器拥有两类方法:acquire、release。

    acquire: 阻塞调用线程直到同步状态允许它运行。

    release:改变同步状态,唤醒一个或多个阻塞线程。

    4. java.util.concurrent 包没有定义统一的同步器API。

    不同的类中 acquire 和 release 有不同的名字和形式。

    比如:Lock.lock, Semaphore.acquire, CountDownLatch.await, FutureTask.get 都对应于 acquire。

    但是维护了一致的规约用于支持一系列通用的使用选项。

    每个同步器都支持(有意义的情况下):

    (1) 非阻塞同步(tryLock);

    (2) 超时;

    (3) 可中断;

    5. 定义了一个Condition,支持monitor-style await/signal操作。

    需要和Lock类一起使用。

    6. 性能目标

    Java内置锁(monitor lock)的性能一直是个关注点。

    主要考虑优化空间和时间开销(这篇paper考虑的是JDK1.5; JDK1.6发布后,synchronized和ReentrantLock性能基本持平,参见周志明的《深入理解Java虚拟机》第二版,p392-p393。所以提倡在未来的JDK版本中,优先考虑使用synchronized来实现同步)。

    java.util.concurrent优化的首要目标是scalability:在同步器竞争下可预期的维持效率。

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