AQS 全称 AbstractQueuedSynchronizer（抽象队列同步器） ，是 Java 并发包（java.util.concurrent.locks）的核心底层框架 ，ReentrantLock、CountDownLatch、Semaphore 等工具都是基于 AQS 实现的。
简单说：AQS 就是一套通用的锁/同步器实现模板，解决了多线程竞争资源时的排队、阻塞、唤醒问题。
一、AQS 核心三大组件
AQS 底层就靠 3 个东西实现所有同步逻辑：
1. 同步状态（state 变量）
- 用一个
volatile int state表示资源的占用状态 state=0：资源空闲，无线程占用state>0：资源已被占用（重入锁时 state 会累加）- 所有线程竞争锁，本质就是修改这个 state 的值
2. 双向链表（CLH 同步队列）
- 存储抢锁失败的线程，先进先出（FIFO）
- 每个节点封装：等待线程 + 等待状态 + 前驱/后继节点
- 作用：线程抢不到锁，就进入队列排队，不浪费 CPU
3. 独占/共享模式
AQS 支持两种同步模式，开箱即用：
- 独占模式 ：只有一个线程能持有锁（
ReentrantLock） - 共享模式 ：多个线程可同时持有锁（
CountDownLatch、Semaphore）
二、AQS 核心工作原理（抢锁 + 排队 + 唤醒全流程）
我们以**独占锁（ReentrantLock）**为例，走一遍完整流程：
步骤1：线程尝试抢锁
线程调用 lock() → 调用 AQS 的 tryAcquire(arg) 尝试修改 state：
state=0：用 CAS 原子修改为 1，抢锁成功，当前线程成为锁持有者state≠0：如果是重入 （当前线程已持有锁），state+1，依然成功- 抢锁失败 → 进入下一步
步骤2：抢锁失败，加入同步队列排队
- 把当前线程封装成一个 Node 节点
- 用 CAS 安全地加入双向链表尾部
- 调用
LockSupport.park()阻塞当前线程，让出 CPU
步骤3：锁释放，唤醒排队线程
持有锁的线程调用 unlock() → 执行：
state-1，如果state=0表示完全释放锁- 唤醒队列头部的第一个等待线程
- 被唤醒的线程重新尝试抢锁，成功则出队，成为新的锁持有者
三、AQS 关键技术细节
1. 为什么用 volatile 修饰 state？
- 保证 多线程之间的可见性：一个线程修改 state，其他线程立刻看到
- 配合 CAS 实现无锁原子操作，比
synchronized更轻量
2. 什么是 CAS？
- 全称：Compare And Swap（比较并交换）
- 作用：原子性修改 state，不加锁也能保证线程安全
- 原理：先比较内存值是否为预期值，是就更新，不是就失败重试
3. 队列节点等待状态（waitStatus）
节点的状态控制线程的阻塞/唤醒：
0：默认状态SIGNAL(-1)：后继节点需要被唤醒（最常用）CANCELLED(1)：线程取消等待CONDITION(-2)：在条件队列等待PROPAGATE(-3)：共享模式下传播唤醒
4. 公平锁 / 非公平锁
AQS 天然支持两种锁策略：
- 非公平锁 ：线程上来直接抢锁，抢不到再排队（ReentrantLock 默认）
✅ 优点：吞吐量高
❌ 缺点：可能产生线程"饥饿" - 公平锁 ：线程先看队列是否为空，有排队线程就直接进队
✅ 优点：所有线程公平获取锁
❌ 缺点：性能稍低
四、AQS 模板方法设计模式（核心设计思想）
AQS 是抽象类，它只做通用逻辑，具体业务交给子类实现：
AQS 固定实现（不用改）
- 线程入队、出队
- 线程阻塞、唤醒
- 队列维护
- CAS 修改 state
子类必须实现（定制逻辑）
子类只需要重写这几个方法：
tryAcquire()：尝试获取独占锁tryRelease()：尝试释放独占锁tryAcquireShared()：尝试获取共享锁tryReleaseShared()：尝试释放共享锁
一句话总结：AQS 搭骨架，子类填逻辑，极大简化了同步器开发。
五、经典 AQS 实现类
| 工具类 | 模式 | 核心原理 |
|---|---|---|
| ReentrantLock | 独占 | state=0空闲，state=1占用，重入时state+1 |
| CountDownLatch | 共享 | state=计数器，countDown()减1，减到0唤醒所有线程 |
| Semaphore | 共享 | state=许可证数量，acquire()拿证，release()还证 |
| ReentrantReadWriteLock | 共享+独占 | 高16位读锁（共享），低16位写锁（独占） |
六、一句话总结 AQS 底层
AQS 使用 volatile state 表示资源状态，用 CLH 双向队列管理抢锁失败的线程，通过 CAS 无锁操作 + LockSupport 阻塞/唤醒，实现了一套高可用的线程同步框架。
总结
- 核心三要素 ：
volatile state（资源）、CLH 队列 （排队）、LockSupport（阻塞唤醒） - 核心流程：尝试抢锁 → 失败入队阻塞 → 释放锁唤醒队首线程
- 设计模式：模板方法，AQS 实现通用逻辑，子类定制同步规则
- 价值：JUC 所有锁和同步工具的基石，是 Java 高并发的核心底层