AQS简介、AQS实现原理、线程夺取锁失败 AQS队列的变化、线程被唤醒时 AQS队列的变化

AQS简介

AQS(全称AbstractQueuedSynchronizer)即队列同步器。它是构建锁或者其他同步组件的基础框 架(如ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock、Semaphore等)。AQS是JUC并发包中的核心基础组件，其本身是一个抽象类。理论上还是利用管程实现的，在AQS中，有一个volatile修饰的state，获取 锁的时候，会读写state的值，解锁的时候，也会读写state的值。所以AQS就拥有了volatile的happens- before规则。加锁与解锁的效果上与synchronized是相同的。

由类图可以看到，AQS是一个FIFO的双向队列，其内部通过节点head和tail记录队首和队尾元素，队列 元素的类型为Node。

在AQS中维持了一个单一的状态信息state，对于ReentrantLock的实现来说，state 可以用来表示当前线 程获取锁的可重入次数;AQS继承自AbstractOwnableSynchronizer，其中的exclusiveOwnerThread 变量表示当前共享资源的持有线程。

AQS实现原理

1. AQS是一个同步队列，内部使用一个FIFO的双向链表，管理线程同步时的所有被阻塞线程。双向链表这种数据结构，它的每个数据节点中都有两个指针，分别指向直接后继节点和直接前驱节点。所以，从双向链表中的任意一个节点开始，都可以很方便地访问它的前驱节点和后继节点。
2. 我们看下面的AQS的数据结构，AQS有两个节点head，tail分别是头节点和尾节点指针，默认为null。 AQS中的内部静态类Node为链表节点，AQS会在线程获取锁失败后，线程会被阻塞并被封装成Node加 入到AQS队列中;当获取锁的线程释放锁后，会从AQS队列中的唤醒一个线程(节点)。

场景01-线程抢夺锁失败时，AQS队列的变化

1. AQS的head，tail分别代表同步队列头节点和尾节点指针，默认为null。
   

2. 当第一个线程抢夺锁失败，同步队列会先初始化，随后线程会被封装成Node节点追加到AQS队列 中。假设当前独占锁的的线程为ThreadA，抢占锁失败的线程为ThreadB。
   
   

场景02-线程被唤醒时，AQS队列的变化

ReentrantLock唤醒阻塞线程时，会按照FIFO的原则从AQS中head头部开始唤醒首个节点中线程。 head节点表示当前获取锁成功的线程ThreadA节点。
当ThreadA释放锁时，它会唤醒后继节点线程ThreadB，ThreadB开始尝试获得锁，如果ThreadB获得 锁成功，会将自己设置为AQS的头节点。ThreadB获取锁成功后，AQS变化如下:

1. head指针指向ThreadB节点。
2. 将原来头节点的next指向Null，从AQS中删除。
3. 将ThreadB节点的prev指向Null，设置节点的thread=null。