剖析AbstractQueuedSynchronizer(AQS)的精髓，揭秘独占锁的实现原理（上）

AbstractQueuedSynchronizer的登场

在Java并发编程的世界里，同步可谓是重中之重。当多个线程同时访问共享资源时，如果没有有效的同步机制，很可能导致数据的不一致和程序的崩溃。AbstractQueuedSynchronizer（简称AQS）应运而生，它作为一种通用的同步框架，为构建各种同步组件提供了简单而灵活的基础。

独占锁的舞台

独占锁是一种最常见的锁类型，它允许只有一个线程同时访问共享资源。当一个线程获取了独占锁后，其他线程只能等待，直到该线程释放锁才能继续执行。AQS中的独占锁实现尤为精妙，它巧妙地利用了CAS操作和FIFO等待队列，在保证线程安全的同时，也提供了良好的性能。

FIFO等待队列的奥秘

FIFO（First In First Out）等待队列是AQS独占锁的核心数据结构。它保证了线程按照先来后到的顺序获取锁，从而避免了线程饥饿的问题。当一个线程试图获取锁时，如果锁已经被其他线程持有，它将被放入等待队列中，直到锁被释放时再被唤醒。

CAS操作的魔力

CAS（Compare and Swap）操作是AQS独占锁实现的基石。它是一种原子操作，可以同时比较和交换两个值。AQS利用CAS操作来更新锁的状态，从而保证了线程安全。当一个线程试图获取锁时，它会使用CAS操作来检查锁的状态，如果锁是可用的，它将尝试将锁的状态从未锁定改为已锁定。如果锁已被其他线程持有，CAS操作将失败，该线程将被放入等待队列中。

同步、阻塞与唤醒的交响曲

AQS巧妙地将FIFO等待队列和CAS操作结合在一起，实现了同步、阻塞和唤醒机制。当一个线程试图获取锁时，如果锁是可用的，它将直接获取锁并继续执行。如果锁已被其他线程持有，它将被放入等待队列中，并阻塞在那里，直到锁被释放时再被唤醒。当持有锁的线程释放锁时，它将唤醒等待队列中的第一个线程，使其能够获取锁并继续执行。

结语

AQS独占锁的实现原理可谓是匠心独运，它巧妙地利用了CAS操作和FIFO等待队列，在保证线程安全的同时，也提供了良好的性能。AQS作为Java并发编程的基础组件，为构建各种同步组件提供了简单而灵活的框架，其精妙的设计和广泛的应用使其成为并发编程领域不可或缺的利器。在下一篇文章中，我们将继续深入探讨AQS的实现原理，揭开共享锁和条件变量的神秘面纱。敬请期待！