Semaphore，CountDownLatch，CyclicBarrier 均是 JDK1.5 提供的基础并发工具：

• Semaphore 是一个计数信号量，用于限制同时访问某个特定资源的数量
• CountDownLatch 是一个闭锁，允许一个或多个线程等待一组其他线程执行完成后执行，但只能使用一次
• CyclicBarrier 是一个循环栅栏，通过它可以实现让一组线程等待至某个状态之后再全部同时执行，并且支持重复使用

Semaphore

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class X{
    
    Random random = new Random();
    
    Semaphore semaphore = new Semaphore(10, true);

    // 方法本身控制同步
    public synchronized Integer getNextAvailableItem() throws InterruptedException {
        
        // 信号量控制访问次数
        semaphore.acquire();
        
        return random.nextInt();
    }

    public synchronized boolean markAsUnused(Integer item){
        
        // do something
        
        semaphore.release();
        
        return true;
    }
}

这是 Semaphore 的一个标准的使用方式，用于控制流量。上述程序创建了一个允许 10 个线程同时访问的信号量，并且使用公平锁（一般来说用于控制流量的使用需要使用公平模式，用于防止线程饥饿），然后在提供获取资源的接口 getNextAvailableItem 方法前先获取凭证，在释放资源后释放凭证。但是注意 Semaphore 不保证并发正确性，这需要接口自己保证，因此这里使用 synchronized 来提醒这一点。

  ReentrantLock 是基于 AQS 同步器实现的互斥锁，它支持设置公平锁/非公平锁模式，同时具有可重入性。在这里讨论 ReentrantLock 对这些特性的支持及应用。

标准模式

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class X {
    
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    
    public void m() {
    
        lock.lock();
        
        try {

            // ... method body
        
        } finally {
            
            lock.unlock();
        }
    }

}

  在 java.util.concurrent (JUC) 并发包中，如 ReentrantLock，Semaphore，CountDownLatch 等并发类的同步控制都是基于 AbstractQueuedSynchronizer (简称 AQS) 这个同步器抽象类来实现的。在这里较为深入的讨论同步器抽象类的实现原理与应用。

AQS简介

AbstractQueuedSynchronizer 内部维护着一个 FIFO 的 CLH 队列，队列中的每个 Node 代表着一个需要获取锁的线程

  自旋锁：自旋锁是指当一个线程尝试获取某个锁时，如果该锁已被其他线程占用，就一直循环检测锁是否被释放，而不是立刻进入线程挂起或睡眠状态。

• CLH 锁（Craig, Landin, and Hagersten locks）：基于链表的可扩展、高性能、公平的自旋锁，它不断轮询前驱的状态，如果发现前驱释放了锁就结束自旋
• MCS 锁：在当前结点自旋，但由前驱结点通知其结束自旋

AQS 采用的是一种变种的 CLH 队列锁：原始 CLH 是在前驱结点自旋，通过判断 pred.locked 来自旋，而 AQS 的 CLH 则是根据前驱结点的状态来控制阻塞，不会一直自旋。同时当前驱结点释放锁时会去唤醒该结点使其参与竞争锁。 AQS 的结点的定义如下：