【juc第三章】：AQS机制全解

它提供了一些基本的操作，如 acquire（获取资源）和 release（释放资源），这些操作会修改 state 的值，并根据 state 的值来判断线程是否可以获取或释放资源。AQS 的 acquire 操作通常会先尝试获取资源，如果失败，线程将被添加到等待队列中，并阻塞等待。release 操作会释放资源，并唤醒等待队列中的线程。

AQS 底层结构：state 状态、双向阻塞队列？

使用一个volatile state 变量表示锁状态：

state 是锁的属性，state=0 表示资源空闲，线程可以抢占； state≠0 表示资源被占用，线程无法直接获取。

底层维护一个 FIFO 双向链表队列：

抢不到锁的线程会被封装成节点，进入队列排队等待唤醒。

采用 CAS 无锁操作修改状态：

更新 state 时不需要使用 synchronized 加锁，而是通过CAS 原子指令实现无锁、安全、高效的更新。

AQS 独占模式、共享模式区别？

独占模式（Exclusive）

一句话：只有一个线程能拿到锁，其他人必须等。

同一时刻只能有一个线程获取资源
state 被占用后，其他线程不能获取，state = 0才能拿资源
线程获取：tryAcquire
线程释放：tryRelease
典型实现：ReentrantLock、读写锁的写锁
用途：写操作、修改数据、保证线程安全

共享模式（Shared）

多个线程可以同时拿到资源，一起执行。

同一时刻允许多个线程同时获取资源
state 代表可用数量，只要 >0 就能拿
线程获取：tryAcquireShared
线程释放：tryReleaseShared
典型实现：Semaphore、CountDownLatch、读写锁的读锁
用途：读操作、限流、多线程等待

AQS 排队、唤醒线程的流程？

1、线程排队（抢不到锁 → 进入等待）的流程

线程来抢锁，先去CAS 修改 state
修改成功：拿到锁，直接执行业务代码
修改失败 ：锁被别人占用，不能拿锁
把当前线程封装成一个 Node 节点
把节点 加入双向队列的尾部
检查前面的节点是否正常
确认安全后，调用 LockSupport.park()
线程进入 阻塞（挂起），不再运行，等待唤醒

二、线程唤醒（释放锁 → 叫醒别人）的流程

拿到锁的线程执行完毕
调用释放方法，把 state 恢复为 0
去队列里找到 头节点的下一个有效线程
调用 LockSupport.unpark() 唤醒这个线程
被唤醒的线程退出阻塞
再次去 CAS 抢 state
抢成功 → 成为新的头节点，开始执行业务
执行完再释放，继续唤醒下一个

AQS为什么要用双向链表

1. 为了快速找到前驱节点（最核心原因）

线程在阻塞前，必须检查前面一个节点的状态，判断自己是否可以安全挂起。

双向链表有 prev 指针，可以直接获取前驱节点。
单向链表没有向前的指针，无法快速找到前一个节点。

所以 必须用双向链表，才能实现安全阻塞逻辑。

2. 为了高效移除取消等待的线程节点

如果线程等待超时、或被中断，需要从队列中删掉自己。

双向链表：直接通过 prev 和 next 把自己从队列摘除，O (1) 效率。
单向链表：必须从头遍历找到前驱，效率极低。

高并发下大量线程取消等待，双向链表是唯一选择。

3. 为了保证队列不断裂

高并发入队、出队时，单向链表很容易出现指针丢失，导致队列断裂 。双向链表有前后双向指针互相兜底，即使某一个指针异常，队列依然完整。

4. 为了精准唤醒下一个线程

AQS 唤醒规则是：唤醒头节点的下一个节点。

双向链表通过 next 能立刻找到下一个等待线程。
单向链表无法快速找到后继，唤醒效率低。

总结

快速找到前驱节点，保证线程安全阻塞；

高效移除取消、中断、超时的节点；

高并发下防止队列断裂，提高稳定性；

快速找到后继节点，实现精准唤醒。