一文让你彻底搞懂AQS(通俗易懂的AQS)

一、什么是AQS

AQS是一个用来构建锁和同步器的框架，使用AQS能简单且高效地构造出应用广泛的大量的同步器，比如我们提到的ReentrantLock，Semaphore，其他的诸如ReentrantReadWriteLock，SynchronousQueue，FutureTask等等皆是基于AQS的。当然，我们自己也能利用AQS非常轻松容易地构造出符合我们自己需求的同步器。

二、前置知识

学习AQS需要大家对同步锁有一定的概念。同时大家要知道LockSupport的使用，可以参考我这篇文章。（LockSupport从入门到深入理解）

三、AQS 的核心思想

AQS核心思想是，如果被请求的共享资源空闲，则将当前请求资源的线程设置为有效的工作线程，并且将共享资源设置为锁定状态。如果被请求的共享资源被占用，那么就需要一套线程阻塞等待以及被唤醒时锁分配的机制，这个机制AQS是用CLH队列锁实现的，即将暂时获取不到锁的线程加入到队列中。 CLH(Craig,Landin,and Hagersten)队列是一个虚拟的双向队列(虚拟的双向队列即不存在队列实例，仅存在结点之间的关联关系)。AQS是将每条请求共享资源的线程封装成一个CLH锁队列的一个结点(Node)来实现锁的分配。 AQS使用一个int成员变量来表示同步状态，通过内置的FIFO队列来完成获取资源线程的排队工作。AQS使用CAS对该同步状态进行原子操作实现对其值的修改。 (图一为节点关系图)

private volatile int state;//共享变量，使用volatile修饰保证线程可见性
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四、AQS 案例分析

上面讲述的原理还是太抽象了，那我我们上示例，结合案例来分析AQS 同步器的原理。以ReentrantLock使用方式为例。
代码如下：
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public class AQSDemo {
    private static int num;


    public static void main(String[] args) {

        ReentrantLock lock = new ReentrantLock();



        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                lock.lock();
                try {
                        Thread.sleep(1000);
                        num += 1000;
                    System.out.println("A 线程执行了1秒,num = "+ num);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                finally {
                    lock.unlock();
                }
            }
        },"A").start();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                lock.lock();
                try {
                    Thread.sleep(500);
                    num += 500;
                    System.out.println("B 线程执行了0.5秒,num = "+ num);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                finally {
                    lock.unlock();
                }
            }
        },"B").start();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                lock.lock();
                try {
                    Thread.sleep(100);
                    num += 100;
                    System.out.println("C 线程执行了0.1秒,num = "+ num);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                finally {
                    lock.unlock();
                }
            }
        },"C").start();
    }
}


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执行的某一种结果! 这个代码超级简单，但是执行结果却是可能不一样，大家可以自行实验。



对比一下三种结果，大家会发现，无论什么样的结果，num最终的值总是1600，这说明我们加锁是成功的。

五、AQS 源码分析

使用方法很简单，线程操纵资源类就行。主要方法有两个lock() 和unlock90.我们深入代码去理解。我在源码的基础上加注释，希望大家也跟着调试源码。其实非常简单。

5.1 lock源码分析

5.2 unlock源码分析