AQS 和 ReentrantLock

1、AQS是什么

AQS全程AbstractQueuedSynchronizer（抽象队列同步器）。他是Java并发包（java.util.concurrent)中的一个核心组件，用来构建锁和其他工具（比如信号量...等）。你可以把它理解为一个“锁的框架”。很多锁（ReentrantLock，ThreadPoolExecutor，阻塞队列，CountDownLatch，Semaphore，CyclicBarrier....）都是基于AQS实现的。

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2、AQS的核心思想

• 它的内部维护了一个state变量，用着变量来表示锁的状态。
  • 🌰举例： state = 0 表示锁是空闲的；state = 1 表示锁被占用
• 它还有一个等待队列，用来存放没有竞争到锁资源的线程。这些线程会排队等待，直到锁资源被释放。

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3、state变量和CAS

        AQS中的state用来表示锁的状态

🌰举例：

• state = 0 ，表示锁没有被任何线程占用
• state > 0 ，表示锁被某个线程占用，state的值可以表示锁被重入的次数（比如ReentrantLock是可重入锁，一个线程可以多次获取同一把锁）。

CAS在并发编程的三大特性中-如何保证并发编程的原子性中有说到。不了解可以去看看 ->跳转。

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4、ReentrantLock和AQS的关系

ReentrantLock是Java中的一个锁实现，它的底层就是基于AQS的。ReentrantLock的核心功能（比如加锁、解锁）都是操作AQS的state变量和等待队列实现的。

• 加锁
  • 当线程调用lock()方法时，ReentrantLock会通过AQS的CAS操作尝试修改state变量。
    • 若state = 0， 就把state改成1，表示锁被占用了。
    • 若state > 0， 就说明锁已经被占用了，当前线程进入等待队列。
• 解锁
  • 当线程调用unlock()方法时，ReentrantLock会把state变量 -1 ，若state = 0，表示锁已经被释放了，AQS会从等待队列中唤醒下一个线程来获取锁。 

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5、通俗比喻

你可以把 AQS 想象成一个“排队管理系统”：

• state 变量：就像是一个“房间的门锁”。state = 0 表示门是开着的，state = 1 表示门是关着的。

• 等待队列：就像是一个“排队等候区”。如果门是关着的，新来的线程就要去排队等候。

• CAS 操作：就像是“抢门锁”的动作。每个线程都尝试去抢门锁，如果抢到了就进门，抢不到就去排队。

ReentrantLock 就是基于这个“排队管理系统”实现的锁。它通过 CAS 操作来抢门锁，抢不到就去排队，等到锁被释放了再尝试抢。

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6、总结

AQS：是一个锁的框架。提供了state变量和等待队列来管理锁的状态和线程的排队。

state：是一个变量，用来表示锁的状态。通过CAS操作来保证线程的安全。

ReentrantLock：是基于AQS实现的锁，利用AQS的state和等待队列来实现加锁、解锁的功能。