AQS简介

AQS

简介

AQS的核心思想是通过一个FIFO等待队列来实现线程的阻塞和唤醒。AQS维护了一个状态，通过获取和释放状态来实现线程的同步操作。在AQS中，定义了两种队列，即Condition队列和等待队列。Condition队列主要用于支持Condition对象，而等待队列则是实现阻塞同步的关键。

AQS的等待队列中的节点被称为Waiter。每个Waiter节点代表一个等待线程，包含了线程的相关信息。当一个线程需要等待条件或锁时，它会创建一个Waiter节点并加入到AQS的等待队列中。当条件满足或锁可用时，AQS会从等待队列中选择一个节点唤醒，使其从阻塞状态恢复到可运行状态。（说人话就是需要锁时加入队列与释放锁以后唤醒节点）

在具体的同步工具中，比如ReentrantLock、Semaphore等，都是通过继承AQS并实现其抽象方法来实现线程的同步和协调。我认为AQS的设计是非常巧妙的，它为我们提供了一种通用的同步机制，使得我们可以更容易地构建复杂的并发工具。"

内部结构

互斥锁： 在互斥锁中，state通常为0表示锁是可用的，为1表示锁被占用。当线程获取锁时，会尝试将state从0修改为1，如果成功，线程获得了锁

CAS

CAS 操作通常包含以下三个参数：

内存位置（通常是一个变量的引用）。
预期值（当前内存位置的值）。
新值（用来替换内存位置的值）。
CAS 操作执行的逻辑是：

比较内存位置的值与预期值。
如果相等，将内存位置的值更新为新值。
如果不相等，CAS 操作不执行更新，并返回失败。

CAS与ABA问题

ABA问题是指在多线程环境下，如果一个值从A变为B，然后再变回A，CAS操作会错误地认为它的值从未改变过。这可能导致意外的结果，特别是在一些需要关注数据的连续性的情况下。

自定义一个自己的AQS

import java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer;

public class CustomLock {
    // AQS成员变量
    private final Sync sync = new Sync();

    // 自定义同步器继承AQS
    static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
        // 在AQS中，最重要的成员变量之一，表示同步状态
        // int state;

        // 构造函数
        Sync() {
            setState(0); // 初始状态
        }

        @Override
        protected boolean tryAcquire(int acquires) {
            // 重写tryAcquire方法以获取锁
            int c = getState();
            if (c == 0) {
                if (compareAndSetState(0, acquires)) {
                    setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
                    return true;
                }
            }
            return false;
        }

        @Override
        protected boolean tryRelease(int releases) {
            // 重写tryRelease方法以释放锁
            if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread()) {
                throw new IllegalMonitorStateException();
            }
            int c = getState() - releases;
            if (c == 0) {
                setExclusiveOwnerThread(null);
            }
            setState(c);
            return true;
        }

        // 其他自定义方法可以根据需要添加
    }

    public void lock() {
        sync.acquire(1);
    }

    public void unlock() {
        sync.release(1);
    }
}

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AQS核心

假设多线程环境，第一个持有锁，其他的CAS操作失败阻塞住，以此放到AQS同步队列中

线程0释放锁，线程1被唤醒获取锁

队头元素出队（就是null结点）

AQS源码