JUC之AQS学习剖析，理解同步器实现原理，全面把握Java并发编程核心竞争力

1. AQS概述
AbstractQueuedSynchronizer（简称AQS）是Java并发编程的基础组件之一，它提供了一种用于构建锁和其他同步器的数据结构。AQS是一个抽象类，它定义了同步器必须实现的方法和属性。

• 1.1 AQS的基本原理
  AQS的基本原理是使用一个内部队列来管理线程。当一个线程试图获取锁时，如果锁已经被另一个线程持有，那么该线程会被放入队列中等待。当锁被释放时，队列中的第一个线程将被唤醒并获得锁。
• 1.2 AQS的优点
  AQS具有以下优点：
  • 可扩展性： AQS可以很容易地扩展，以支持新的同步器类型。
  • 高性能： AQS的性能非常高，因为它使用了一种称为“自旋锁”的机制来避免不必要的线程切换。
  • 公平性： AQS可以实现公平锁和非公平锁。公平锁保证了线程按照它们进入队列的顺序获取锁，而非公平锁则不保证这一点。

2. AQS内部结构
AQS的内部结构主要包括以下几个部分：

• 2.1 state： state字段表示同步器的状态，它是一个int类型的值。
• 2.2 head： head字段表示等待队列的头部，它是一个指向Node节点的引用。
• 2.3 tail： tail字段表示等待队列的尾部，它是一个指向Node节点的引用。
• 2.4 Node： Node类表示等待队列中的节点，它包含以下几个属性：
  • next： 指向下一个节点的引用。
  • waitStatus： 表示线程的等待状态，它是一个int类型的值。
  • prev： 指向前一个节点的引用。
• 2.5 Thread： Thread类表示正在等待锁的线程。

3. AQS工作原理
AQS的工作原理大致如下：

• 3.1 线程获取锁
  当一个线程试图获取锁时，它会调用AQS的acquire方法。acquire方法首先检查state字段的值，如果state字段的值为0，则表示锁是可用的，该线程可以立即获取锁。如果state字段的值不为0，则表示锁已经被另一个线程持有，该线程会被放入等待队列中。
• 3.2 线程释放锁
  当一个线程释放锁时，它会调用AQS的release方法。release方法将state字段的值设置为0，并唤醒等待队列中的第一个线程。
• 3.3 线程等待锁
  当一个线程被放入等待队列中时，它会调用AQS的park方法。park方法会将该线程挂起，直到它被唤醒。

4. AQS使用方式

• 4.1 使用AQS构建锁
  可以使用AQS来构建锁，最常用的锁是ReentrantLock。ReentrantLock是一个可重入锁，这意味着同一个线程可以多次获取同一个锁。
• 4.2 使用AQS构建其他同步器
  AQS还可以用来构建其他同步器，如信号量、栅栏等。

5. 结语
AQS是Java并发编程的基础组件之一，它提供了一种用于构建锁和其他同步器的数据结构。AQS具有可扩展性、高性能、公平性等优点。理解AQS的工作原理对于掌握Java并发编程的核心原理非常重要。