Java并发包AQS队列实现原理一、文章概述AQSAbstractQueuedSynchronizer是Java.util.concurrent包的核心基石为ReentrantLock、CountDownLatch、Semaphore等几乎所有并发工具提供了统一的同步实现框架。其核心思想是用一个volatile修饰的int型state变量表示同步状态配合一个FIFO的**CLHCraig, Landin, and Hagersten**双向等待队列实现线程的排队、阻塞与唤醒机制解决了同步器实现的重复劳动问题。二、核心数据结构组件类型核心作用statevolatile int0无锁0持有锁次数天然支持可重入等待队列CLH双向链表存储所有获取锁失败的阻塞线程Node节点内部类封装线程引用、等待状态、前后指针节点状态int常量SIGNAL(等待唤醒)、CANCELLED(已取消)等三、获取锁核心执行流程是否是否线程调用acquiretryAcquire成功执行同步代码构造Node节点CAS入队自旋检查前驱是否为头节点再次tryAcquire成功设为新头节点park阻塞当前线程被前驱节点unpark唤醒四、节点状态流转新建节点前驱设为SIGNAL被唤醒并获锁线程中断/超时队列自动清理初始状态INITIALSIGNALACQUIREDCANCELLED结束五、关键设计要点无锁化修改所有对state和队列指针的操作均通过Unsafe类的CAS实现避免了重量级锁的开销精确唤醒使用LockSupport.park/unpark替代传统wait/notify支持单个线程精确唤醒避免虚假唤醒可扩展架构采用模板方法模式子类仅需实现以下5个方法即可自定义独占/共享同步逻辑tryAcquire(int)独占式获取同步状态tryRelease(int)独占式释放同步状态tryAcquireShared(int)共享式获取同步状态tryReleaseShared(int)共享式释放同步状态isHeldExclusively()判断当前线程是否独占同步状态六、释放锁完整流程时序图不考虑可重入场景队列阻塞线程AQS框架持有锁线程队列阻塞线程AQS框架持有锁线程调用release() 发起锁释放执行tryRelease()将state置为0遍历队列定位头节点的后继有效节点LockSupport.unpark() 唤醒阻塞线程尝试获取同步状态获取锁成功执行同步代码总结AQS通过状态变量CLH等待队列的极简设计抽象了并发同步的通用逻辑将复杂的线程调度封装在框架内部极大降低了自定义同步器的开发难度是Java并发编程中最经典的设计之一。