浅谈volatile和synchronized和CAS和AQS的关系

在 Java 并发编程中，volatile、synchronized、CAS 和 AQS 都是用于保证线程安全和同步的机制。

• volatile 是java的关键字，禁止JVM对该变量的操作进行指令重排，保证变量在多线程环境中的内存可见性。每个线程可能会在自己的本地缓存中操作变量，而不是直接操作主内存。这样，如果一个线程修改了一个普通的共享变量，其他线程可能无法及时看到这个修改，导致数据不一致。而通过将变量声明为 volatile，Java 保证所有线程都会直接从主内存读取该变量的最新值。
• synchronized 是java悲观锁的实现，可以加在方法上，或单独使用一个变量作为锁对象，加锁之后其他线程阻塞等待，性能较差。
• CAS 是乐观锁的实现，修改对象前，先备份对象值再进行更新，更新完成尝试写入时，比较当前值与备份的原值是否发生变化，发生变化则不断重试，直到成功为止，通过逻辑上的锁，实现锁的最小粒度，保证更新的原子性。
• AQS 基于CAS，线程A尝试修改变量，首先尝试将锁标识更新为1，此时线程B也尝试获取锁标识，此时A还没更新完，锁标识还是0，在这个过程中，线程A成功将锁标识更新为1，当线程B尝试通过CAS更新锁标识，发现锁标识已经是1，就开始自旋重试，当线程B重复多次自旋都更新失败，会将当前线程挂起，加入AQS的FIFO先进先出阻塞任务队列，此时又进来个线程C，C发现该对象的锁标识为1，则直接加入FIFO队列，当线程A完成更新，释放锁，将锁标识重置为0，此时会唤醒FIFO队列中的线程B和线程C，尽管是先进先出队列，但默认是非公平锁，不是先来的先执行，而是同时竞争，公平锁则是按FIFO顺序依次执行。

AQS的性能较好，JUC中提供的 ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock、Semaphore、CountDownLatch、CyclicBarrier 等锁，都是基于AQS实现的。