AQS概述

AQS，全称为AbstractQueuedSynchronizer，是Java并发包（java.util.concurrent）中一个核心的框架，主要用于构建阻塞式锁和相关的同步器，也是构建锁或者其他同步组件的基础框架。AQS提供了一种基于FIFO（First-In-First-Out）的CLH(三个人名缩写)双向队列的机制，来实现各种同步器，如ReentrantLock、Semaphore、CountDownLatch等。

AQS与Synchronized的区别

synchronized	AQS
关键字，c++ 语言实现	java 语言实现
悲观锁，自动释放锁	悲观锁，手动开启和关闭
锁竞争激烈都是重量级锁，性能差	锁竞争激烈的情况下，提供了多种解决方案

AQS常见的实现类

• ReentrantLock 阻塞式锁
• Semaphore 信号量
• CountDownLatch 倒计时锁

独占锁与共享锁

AQS根据资源互斥级别提供了两种资源访问模式：独占锁（exclusive）和共享锁（shared）。独占锁一次只允许一个线程持有，如ReentrantLock。共享锁允许多个线程同时访问，如Semaphore和ReadWriteLock的读锁。同时其定义Condition结构提供了wait/signal等待唤醒机制。

原理概述

AQS维护了一个volatile int state变量和一个先进先出的CLH双向队列( 也叫等待队列，其中CLH为这个队列的三个发明者人名的缩写)，队列中的节点Node持有线程引用，每个节点均可通过getState()、setState()和compareAndSetState()对state进行修改和访问。

state变量值用来表示锁的状态，0表示无锁，1表示有锁。

Node 节点包含线程的引用和节点的状态信息。

当线程获取锁时，即试图对state变量做修改，如修改成功则获取锁；如修改失败则包装为节点添加到双向队列中，等待持有锁的线程释放锁并唤醒双向队列中的节点。

工作机制

只有一个线程争抢资源

当第一个线程0进入并通过CAS操作成功修改state值（即成功获取了锁或其他同步状态），此时该线程不会被封装成Node节点放到CLH双向队列（等待队列）中。

当第一个线程成功获取锁，此时来了2个线程，分别是线程1和线程2，它们想要获取锁，此时线程0还未释放锁，它们经过CAS操作后都获取锁失败，线程1和线程2就会被封装成Node节点并加入CLH双向队列（等待队列）中进行排队，直到线程0释放锁后被唤醒，被唤醒的线程可以重新尝试获取锁。

如果多个线程共同去抢这个资源是如何保证原子性的呢？

当多个线程共同去修改state状态的时候，使用CAS自旋锁来保证原子性，确保只能有一个线程修改成功，修改失败的线程将会进入CLH双向队列（等待队列）中进行排队等待

AQS是公平锁吗，还是非公平锁？

• 新的线程与队列中的线程共同来抢资源，是非公平锁
• 新的线程到队列中等待，只让队列中的head线程获取锁，是公平锁

排队机制

CLH双向队列（等待队列）中Node节点的排队机制为：当队列为空时则使用尾插法向队列插入一个个使用线程封装好的Node节点，如果队列不为空，就向当前队列的尾部插入节点。总的来说还是使用尾插法插入Node节点

唤醒机制

AQS（AbstractQueuedSynchronizer）的唤醒机制中，唤醒的是CLH双向队列（等待队列）头节点的后继节点（即头节点的next节点），而不是头节点本身。 因为头节点通常是已经成功获取同步状态（如锁）的线程。这个线程正在执行它的临界区代码。