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电解质一定是纯净物的
这样也解释了第二个问题 电解质 导电 没有必然的联系
在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物叫电解质。化合物导电的前提:其内部存在着自由移动的阴阳离子。
离子化合物在水溶液中或熔化状态下能导电;共价化合物:某些也能在水溶液中导电(如HC,其它为非电解质)
导电的性质与溶解度无关,强电解质一般有:强酸强碱,大多数盐;弱电解质一般有:(水中只能部分电离的化合物)弱酸(可逆电离,分步电离多元弱酸。另外,水是极弱电解质。
注:能导电的不一定是电解质判断某化合物是否是电解质,不能只凭它在水溶液中导电与否,还需要进一步考察其晶体结构和化学键的性质等因素。例如,判断硫酸钡、碳酸钙和氢氧化铁是否为电解质。硫酸钡难溶于水(20 ℃时在水中的溶解度为2.4×10-4 g),溶液中离子浓度很小,其水溶液不导电,似乎为非电解质。但溶于水的那小部分硫酸钡却几乎完全电离(20 ℃时硫酸钡饱和溶液的电离度为97.5%)。因此,硫酸钡是电解质。碳酸钙和硫酸钡具有相类似的情况,也是电解质。从结构看,对其他难溶盐,只要是离子型化合物或强极性共价型化合物,尽管难溶,也是电解质。
氢氧化铁的情况则比较复杂,Fe3+与OH-之间的化学键带有共价性质,它的溶解度比硫酸钡还要小(20 ℃时在水中的溶解度为9.8×10-5 g);而落于水的部分,其中少部分又有可能形成胶体,其余亦能电离成离子。但氢氧化铁也是电解质。
判断氧化物是否为电解质,也要作具体分析。非金属氧化物,如SO2、SO3、P2O5、CO2等,它们是共价型化合物,液态时不导电,所以不是电解质。有些氧化物在水溶液中即便能导电,但也不是电解质。因为这些氧化物与水反应生成了新的能导电的物质,溶液中导电的不是原氧化物,如SO2本身不能电离,而它和水反应,生成亚硫酸,亚硫酸为电解质。金属氧化物,如Na2O,MgO,CaO,Al2O3等是离子化合物,它们在熔化状态下能够导电,因此是电解质。
可见,电解质包括离子型或强极性共价型化合物;非电解质包括弱极性或非极性共价型化合物。电解质水溶液能够导电,是因电解质可以离解成离子。至于物质在水中能否电离,是由其结构决定的。因此,由物质结构识别电解质与非电解质是问题的本质。
另外,有些能导电的物质,如铜、铝等不是电解质。因它们并不是能导电的化合物,而是单质,不符合电解质的定义。
电解质是指在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物,例如酸、碱和盐等。凡在上述情况下不能导电的化合物叫非电解质,例如蔗糖、酒精等。
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在上篇我们聊到AQS的原理,具体参见 《J.U.C|带你走进AQS的内心世界》 。
这篇我们来给大家聊聊AQS中核心同步队列(CLH)。
同步队列
一个FIFO双向队列,队列中每个节点等待前驱节点释放共享状态(锁)被唤醒就可以了。
AQS如何使用它?
AQS依赖它来完成同步状态的管理,当前线程如果获取同步状态失败时,AQS则会将当前线程已经等待状态等信息构造成一个节点(Node)并将其加入到CLH同步队列,同时会阻塞当前线程,当同步状态释放时,会把首节点唤醒(公平锁),使其再次尝试获取同步状态。
Node节点面貌?
CLH同步队列的结构图
这里是基于CAS(保证线程的安全)来设置尾节点的。
如上图了解了同步队列的结构, 我们在分析其入列操作在简单不过。无非就是将tail(使用CAS保证原子操作)指向新节点,新节点的prev指向队列中最后一节点(旧的tail节点),原队列中最后一节点的next节点指向新节点以此来建立联系,来张图帮助大家理解。
源码
源码我们可以通过AQS中的以下两个方法来了解下
addWaiter方法
先通过addWaiter(Node node)方法尝试快速将该节点设置尾成尾节点,设置失败走enq(final Node node)方法
enq
通过“自旋”也就是死循环的方式来保证该节点能顺利的加入到队列尾部,只有加入成功才会退出循环,否则会一直循序直到成功。
上述两个方法都是通过compareAndSetHead(new Node())方法来设置尾节点,以保证节点的添加的原子性(保证节点的添加的线程安全。)
同步队列(CLH)遵循FIFO,首节点是获取同步状态的节点,首节点的线程释放同步状态后,将会唤醒它的后继节点(next),而后继节点将会在获取同步状态成功时将自己设置为首节点,这个过程非常简单。如下图
设置首节点是通过获取同步状态成功的线程来完成的(获取同步状态是通过CAS来完成),只能有一个线程能够获取到同步状态,因此设置头节点的操作并不需要CAS来保证,只需要将首节点设置为其原首节点的后继节点并断开原首节点的next(等待GC回收)应用即可。
聊完后我们来总一下,同步队列就是一个FIFO双向对队列,其每个节点包含获取同步状态失败的线程应用、等待状态、前驱节点、后继节点、节点的属性类型以及名称描述。
其入列操作也就是利用CAS(保证线程安全)来设置尾节点,出列就很简单了直接将head指向新头节点并断开老头节点联系就可以了。
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