一、核心架构：AQS抽象队列同步器

二、AQS核心机制

1. 三大核心组件：

state状态变量：volatile int，表示锁状态（0=未锁定，≥1=锁定/重入次数）
CLH队列：双向链表实现的线程等待队列
Node节点：封装等待线程和状态（包含：CANCELLED/SIGNAL/CONDITION/PROPAGATE）

2. 关键状态值：

// Node状态常量
static final int CANCELLED =  1;  // 线程已取消
static final int SIGNAL    = -1;  // 后继线程需要唤醒
static final int CONDITION = -2;  // 在条件队列等待
static final int PROPAGATE = -3;  // 共享模式下传播唤醒

三、ReentrantLock工作流程

1. 获取锁（lock()）：

2. 释放锁（unlock()）：

四、公平锁 vs 非公平锁实现差异

1. 非公平锁（默认）：

final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {// 直接尝试获取锁（可能插队）if (c == 0 && compareAndSetState(0, acquires)) {setExclusiveOwnerThread(current);return true;}// 检查重入else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {int nextc = c + acquires;setState(nextc);return true;}return false;
}

2. 公平锁：

protected final boolean tryAcquire(int acquires) {// 先检查队列是否有等待线程if (!hasQueuedPredecessors() && compareAndSetState(0, acquires)) {setExclusiveOwnerThread(current);return true;}// 重入逻辑相同
}

五、AQS关键方法解析

方法	作用
`tryAcquire(int)`	尝试获取锁（需子类实现）
`tryRelease(int)`	尝试释放锁（需子类实现）
`acquireQueued()`	线程加入队列后自旋获取锁
`shouldParkAfterFailedAcquire()`	检查是否应该阻塞线程
`unparkSuccessor()`	唤醒后继节点线程
`compareAndSetState()`	CAS更新state值（保证原子性）

六、问题总结

Q：ReentrantLock如何基于AQS实现？

A：
ReentrantLock的核心实现依赖于AQS框架：

状态管理：
- 使用AQS的state变量记录锁状态（0=未锁定，≥1=重入次数）
- 通过compareAndSetState()保证原子更新
线程排队：
- 获取锁失败的线程被封装为Node加入CLH队列
- 队列基于双向链表实现（FIFO）
锁获取流程：
- 先尝试tryAcquire()直接获取锁
- 失败后调用addWaiter()加入队列尾部
- 在队列中自旋检查前驱节点状态
- 最终通过LockSupport.park()阻塞线程
锁释放流程：
- 调用tryRelease()减少重入计数
- 当state归零时，调用unparkSuccessor()唤醒队首线程
- 被唤醒线程重新尝试获取锁
公平性实现：
- 公平锁：先检查队列是否有等待线程（hasQueuedPredecessors()）
- 非公平锁：允许插队直接尝试获取锁

Q：AQS为什么使用CLH队列？

A：
CLH队列（Craig, Landin, and Hagersten锁）的优势：

无锁入队：通过CAS操作实现线程安全入队
低竞争：每个线程只监控前驱节点状态
高效唤醒：只需修改前驱节点的状态即可唤醒后继线程
适应性：完美支持超时、中断等复杂场景

Q：ReentrantLock如何基于AQS实现？

A：
ReentrantLock的核心实现依赖于AQS框架，未获取锁的线程会被完全阻塞：

阻塞时机：当线程尝试获取锁失败，且自旋检查后仍无法获取时
阻塞方式：
- 调用LockSupport.park()方法使线程进入WAITING状态
- 线程释放CPU资源，不再消耗计算周期
- 线程状态变为WAITING (parking)
阻塞位置：
- 线程在CLH队列中排队等待
- 每个线程监控前驱节点的状态
唤醒机制：
- 前驱节点释放锁时调用unparkSuccessor()
- 通过LockSupport.unpark()精确唤醒后继线程
- 唤醒后线程重新尝试获取锁
与忙等待的区别：
- 不同于忙等待（while循环），park()会使线程让出CPU
- 避免空转消耗CPU资源
- 通过操作系统级同步原语实现高效阻塞/唤醒

七、进阶问题问题

state变量为什么用volatile？
- 保证多线程间的可见性
- 确保锁状态变化能被立即感知
- 配合CAS实现无锁状态更新

如何处理锁重入？

// 获取锁时检查当前线程是否是持有者
if (current == getExclusiveOwnerThread()) {int nextc = c + acquires;setState(nextc); // 增加重入计数return true;
}

为什么唤醒后继节点而不是所有线程？
- 减少不必要的线程唤醒（惊群效应）
- 保证公平性（FIFO顺序）
- 提高系统吞吐量

AQS如何支持超时机制？

public final boolean tryAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout) {if (Thread.interrupted()) throw new InterruptedException();return tryAcquire(arg) || doAcquireNanos(arg, nanosTimeout); // 超时获取
}