【并发编程】--AQS实现原理

AQS

lock之所以能实现线程安全的锁，主要的核心是AQS(AbstractQueuedSynchronizer)，AQS提供了一个FIFO队列，可以用来实现锁以及需要同步功能的框架。称为AQS。

AQS使用依靠继承来完成，子类通过继承自AQS并实现所需的方法来管理同步状态。ReentrantLock、CountDownLatch。

AQS分为两种：独占和共享。

独占锁模式下，每次只能有一个线程持有锁，比如前面给大家演示的ReentrantLock就是以独占方式实现的互斥锁。

共享锁模式下，允许多个线程同时获取锁，并发访问共享资源，比如ReentrantReadWriteLock。

独占锁是一种悲观保守的加锁策略，它限制了读/读冲突，如果某个只读线程获取锁，则其他读线程都只能等待，这种情况下就限制了不必要的并发性，因为读操作并不会影响数据的一致性。共享锁则是一种乐观锁，它放宽了加锁策略，允许多个执行读操作的线程同时访问共享资源。

AQS实现过程

同步器依赖内部的同步队列(一个FIFO双向队列)来完成同步状态的管理，当前线程获取同步状态失败时，同步器 会将当前线程以及等待状态等信息构造成为一个节点(Node)并将其加入同步队列，同时会阻塞当前线程，当同步状态释放时，会把首节点中的线程唤醒，使其再次尝试获取同步状态。

AQS类底层的数据结构是使用双向链表，是队列的一种实现。包括一个head节点和一个tail节点，分别表示头结点和尾节点，其中头结点不存储Thread，仅保存next结点的引用。

当一个线程成功地获取了同步状态(或者锁)，其他线程将无法获取到同步状态，转而被构造成为节点并加入到同

步队列中，而这个加入队列的过程必须要保证线程安全，因此同步器提供了一个基于CAS的设置尾节点的方法:compareAndSetTail(Node expect,Nodeupdate)，它需要传递 当前线程“认为”的尾节点和当前节点，只有设置成功后，当前节点才正式与之前的尾节点建立关联。

同步队列遵循FIFO，首节点是获取同步状态成功的节点，首节点的线程在释放同步状态时，将会唤醒后继节点，而后继节点将会在获取同步状态成功时将自己设置为首节点。

设置首节点是通过获取同步状态成功的线程来完成的，由于只有一个线程能够成功获取到同步状态，因此设置头节点的方法并不需要使用CAS来保证，它只需要将首节点设置成为原首节点的后继节点并断开原首节点的next引用即可