在瞭解了 AQS 再來學習下，它在 Java 源碼中的應用。先從同步工具類開始吧；關於同步工具類如何使用，有一篇很好的文章可以給你：點擊這裏。
CountDownLatch
允許一個或多個線程等待，直到在其它線程中執行的一組操作完成。
在瞭解了 AQS 之後，我們知道它的獨佔鎖式和共享鎖模式。所以，我們第一步需要弄明白 ，CountDownLatch 使用的是什麼模式？參考它的用法知道，它需要一個或多個線程阻塞，並在計數降爲 0 後，喚醒所有阻塞的線程，所以，它是一個共享鎖模式。
講 AQS 也提到過，大多數使用它的地方都不是直接繼承，而是維護一個內部的私有類來繼承，在這裏也一樣：
private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
private static final long serialVersionUID = 4982264981922014374L;
// 初始化計數，使用 AQS 中的 state
Sync(int count) {
setState(count);
}
int getCount() {
return getState();
}
/**
* 使用共享鎖模式需要實現的方法，在這裏，state 爲 0 表示獲取到鎖，如果獲取鎖失敗，將入 CLH 隊 * 列並阻塞線程；
*/
protected int tryAcquireShared(int acquires) {
return (getState() == 0) ? 1 : -1;
}
/**
* 遞減 state
*/
protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
// Decrement count; signal when transition to zero
for (;;) {
int c = getState();
if (c == 0)
return false;
int nextc = c-1;
if (compareAndSetState(c, nextc))
return nextc == 0;
}
}
}
CountDownLatch 有着以下幾個方法，由於每個方法的源碼比較簡單，這裏就不在列出：
-
構造函數：構造函數接受一個 int ，用於創建上面的
Sync對象，這是 state 初始的值；更改 state 的值必須使用父類的方法，爲了線程安全； -
await：該方法調用了
AQS的acquireSharedInterruptibly方法，熟悉AQS的朋友都知道，該方法會回調子類實現的tryAcquireShared方法（也就是上面的這個方法）。如果這個方法返回的數小於 0，則將入隊列，並阻塞，然後等待被喚醒； -
countDwon：該方法調用了
AQS的releaseShared方法，每次狀態值減一，該方法會回調上面的tryReleaseShared方法。如果該方法返回 true，將去喚醒隊列中阻塞的線程。可以看見，當狀態值爲已經 0 ，將直接返回 false，只有在狀態值第一次等於 0 時，纔會返回 true，這時候就會嘗試去喚醒隊列中的阻塞線程。注意：並不是等於 0 就直接去喚醒，而是隻有在第一次等於 0 纔會去這樣做，也就是後續再調用這個方法並不會再去隊列上喚醒線程了，儘管這個隊列上沒有線程。
-
getCount：返回狀態值，在這裏的語義可以理解爲：等待線程還需再等待多少其它線程完成操作就可以執行。
總結：state 值很重要，只應該通過 AQS 提供的方法來操作它。鎖與 state 值只存在一種表示關係，你可以理解爲 state 爲 0 才表示獲得鎖，也可以理解爲 state 爲 1 才表示獲得鎖，這取決於你自己。只要明白 tryAcquireShared 方法返回一個大於 0 的鎖就是鎖獲取成功，返回小於 1 的數，表示獲取鎖失敗，並且會阻塞等待，其它的完全取決於你的想象力。
CyclicBarrier
允許一組線程彼此等待到達一個共同的障礙點。
CyclicBarrier 有一個代的思想，它指的是當一組線程均到達了屏障，則完成了一代，然後開始下一代；但也有特殊情況，那就是在各線程均到達屏障點以後要執行的那個任務失敗了，則將損壞當前代（屏障被打破），其它還未獲得執行許可的線程在阻塞超時以後，將得到當前代已經被損壞的信息，並拋出 BrokenBarrierException 異常。
CyclicBarrier 底層是通過 ReentrantLock ，並結合 Condition 來實現的，主要的代碼是以下這個方法：
private int dowait(boolean timed, long nanos)
throws InterruptedException, BrokenBarrierException,
TimeoutException {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
// 代表當前代
final Generation g = generation;
// 檢查當前代是否已經損壞
if (g.broken)
throw new BrokenBarrierException();
// 如果當前線程已經被中斷，則直接打破屏障
if (Thread.interrupted()) {
breakBarrier();
throw new InterruptedException();
}
int index = --count;
// 代表所有線程均到達屏障
if (index == 0) { // tripped
boolean ranAction = false;
try {
// 所有線程到達屏障後，可以執行的任務
final Runnable command = barrierCommand;
if (command != null)
command.run();
ranAction = true;
// 正常開始下一代，喚醒所有阻塞線程，重置計數和代
nextGeneration();
return 0;
} finally {
// 屏障任務未正常執行完成，將打破屏障，所有阻塞的線程被喚醒，然後，將以異常結束
if (!ranAction)
breakBarrier();
}
}
// loop until tripped, broken, interrupted, or timed out
for (;;) {
try {
if (!timed)
trip.await();
else if (nanos > 0L)
// 到達超時時間也不能結束，需要被喚醒
nanos = trip.awaitNanos(nanos);
} catch (InterruptedException ie) {
if (g == generation && ! g.broken) {
breakBarrier();
throw ie;
} else {
// We're about to finish waiting even if we had not
// been interrupted, so this interrupt is deemed to
// "belong" to subsequent execution.
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
// 阻塞結束後，需要檢驗的各種條件
if (g.broken)
throw new BrokenBarrierException();
// 當前代已經結束，已正常開始下一代
if (g != generation)
return index;
if (timed && nanos <= 0L) {
breakBarrier();
throw new TimeoutException();
}
}
} finally {
lock.unlock();
}
}
從上面可以知道，如果在屏障處等待的線程被中斷或者超時，將打破屏障（如果還處在當前代的話），所有在已到達屏障處的線程將被喚醒，並拋出 BrokenBarrierException；還未到達屏障處的線程在到達以後，將立即得到該異常。
CyclicBarrier 的方法，都是基於 ReentrantLock 的加鎖和解鎖來操作的，所以，在調用其它的方法時，也需要注意鎖的競爭；
總結：
在屏障處等待的一個線程，有三種結束狀態：
- 正常的結束：此時，循環屏障已經開啓下一代，可重複使用；
- 被中斷，捕獲到中斷異常：這表明屏障已經被打破，其它在屏障處等待的線程將捕獲到
BrokenBarrierException異常。 - 捕獲到
BrokenBarrierException異常：這可能是由於屏障任務執行失敗，其它線程被中斷。
想要重用循環屏障，需要調用 reset 方法，不過，參考該方法的實現發現，該方法會先去打破屏障，再開始下一代。該方法的文檔介紹說並不適用於重置因某種原因破損的屏障，此時，推薦重新創建循環屏障。
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我與風來
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