深入探索AQS：同步队列与独占式锁的奥秘

AQS的同步队列

AQS中的同步队列是一个关键的数据结构，它用于存储等待获取锁的线程。当一个线程试图获取锁时，如果锁已经被其他线程持有，则该线程将被放入同步队列中等待。当锁被释放时，AQS会从队列中选择一个线程并将其唤醒，以便该线程能够获取锁。

公平锁与非公平锁

AQS支持公平锁和非公平锁两种模式。公平锁保证了线程获取锁的顺序与它们进入队列的顺序一致，即先进入队列的线程将先获取锁。非公平锁则不保证这种顺序，线程获取锁的顺序可能与它们进入队列的顺序不同。

CLH队列与FIFO队列

AQS使用CLH队列（Craig, Landin and Hagersten Queue）和FIFO队列两种队列来实现公平锁和非公平锁。CLH队列是一个链表结构的队列，每个节点包含一个指向下一个节点的指针和一个等待线程的引用。FIFO队列是一个数组结构的队列，它使用先进先出的方式来存储线程。

TryAcquire、AcquireInterruptibly、Lock和Unlock

TryAcquire、AcquireInterruptibly、Lock和Unlock是AQS中用于获取锁和释放锁的方法。TryAcquire方法尝试获取锁，如果锁被其他线程持有，则该方法立即返回false。AcquireInterruptibly方法尝试获取锁，如果锁被其他线程持有，则该方法将阻塞等待，直到锁被释放或当前线程被中断。Lock方法获取锁，如果锁被其他线程持有，则该方法将阻塞等待，直到锁被释放。Unlock方法释放锁。

ReentrantLock、Semaphore和ReadWriteLock

ReentrantLock、Semaphore和ReadWriteLock是基于AQS实现的常见同步工具。ReentrantLock是一个可重入锁，它允许同一个线程多次获取同一个锁。Semaphore是一个信号量，它可以用于控制同时访问共享资源的线程数量。ReadWriteLock是一个读写锁，它允许多个线程同时读共享资源，但只能有一个线程写共享资源。

结语

AQS是Java并发编程中的一个核心组件，它提供了一套高效、灵活的同步机制，广泛应用于各种并发场景。本文深入解析了AQS中的同步队列以及同步状态的独占式获取和释放原理，帮助读者更深入地理解AQS的内部运作机制。重点介绍了AQS是如何使用同步队列来实现公平锁和非公平锁，以及如何通过CLH队列和FIFO队列来保证线程间的公平性和吞吐量。此外，还详细阐述了TryAcquire、AcquireInterruptibly、Lock和Unlock等方法的实现原理，以及ReentrantLock、Semaphore和ReadWriteLock等常见同步工具的具体实现方式。通过本文的学习，读者将对AQS的原理和应用有更加深刻的理解，并能够在实际开发中更加熟练地使用AQS来构建高并发、高性能的系统。