这篇文章，面试的时候聊一个比较有杀伤力的问题：谈谈你对AQS的理解？有同学反映，去互联网公司面试的时候，面试官说并发的时候问了这个问题。那个时候，那个同学心里大概受到了10000点的伤害。..因为首先很多人真的连AQS是什么东西都不知道，可能都没听说过。或者有些人听说过AQS这个词，但他们可能连全名怎么拼都不知道。更有什者，有人会说：AQS？是一个念头吗？我们平时如何使用AQS进行开发呢？一般来说，很多同学对AQS大概都有一种模糊的感觉。如果用搜索引擎查找什么是AQS？看了几篇估计直接放弃了，因为密密麻麻的文字实在看不懂！因此，基于以上的痛点，在本文中，我们将用最简单的大白话，配上N多张手绘图，来给大家解释一下什么是AQS？让学生在面试中被问到这个问题时不要不知所措。ReentrantLock和AQS的关系首先我们来看一下。如果使用Java并发包下的ReentrantLock来加锁和释放锁，是一种什么样的感觉？基本学过Java的同学应该都知道。毕竟这是java并发基础API的使用。大家应该都学会了，那我们直接看代码吧：上面的代码应该不难理解。无非就是制作一个Lock对象，然后加锁和释放锁。这时你可能会问，这跟AQS有什么关系呢？关系越来越大了！因为Java并发包下的很多API都是基于AQS来实现加锁和释放锁等功能的。AQS是Java并发包的基础类。比如ReentrantLock和ReentrantReadWriteLock底层都是基于AQS实现的。那么AQS的全称是什么？AbstractQueuedSynchronizer，抽象队列同步器。给大家画个图。首先我们看一下ReentrantLock和AQS的关系。让我们看看上面的图片。说白了，ReentrantLock内部包含一个AQS对象，是一个AbstractQueuedSynchronizer类型的对象。这个AQS对象是ReentrantLock实现加锁和释放锁的关键核心组件。ReentrantLock加锁和释放锁的底层原理好了，那么现在如果有线程过来，尝试用ReentrantLock的lock()方法加锁，会发生什么情况呢？很简单，AQS对象内部有一个核心变量叫state，是int类型，代表加锁的状态。在初始状态下，这个状态的值为0。另外，这个AQS内部还有一个key变量，用来记录当前锁定了哪个线程。在初始化状态下，该变量为空。然后线程1跑过来调用ReentrantLock的lock()方法尝试加锁。加锁的过程就是直接使用CAS操作将状态值从0变为1。不知道CAS是什么的请看上一篇，《?Java8中的LongAdder类，大大提升CAS性能?！》。如果之前没有人加锁过，那么state的值一定是0，此时线程1可以加锁成功。一旦线程1加锁成功，就可以设置当前加锁线程为自己。所以看下图，是线程1跑过来加锁的一个进程。其实看到这里大家应该对所谓的AQS有所感触吧。说白了就是concurrent包中的一个核心组件，包含了状态变量和锁线程变量等核心的东西，维护锁状态。你会发现像ReentrantLock这样的东西只是一个外层API，内核中锁机制的实现依赖于AQS组件。这个ReentrantLock之所以以Reentrant开头，说明它是一个可重入锁。可重入锁是指可以对一个ReentrantLock对象多次执行lock()加锁和unlock()释放锁，即可以多次加锁，称为可重入锁。了解了状态变量，你就知道如何进行可重入锁了！实际上，线程1每次可以重入加锁一次，都会判断当前加锁线程是自己，然后自己可以重入加锁多次。什么也没有变。那么，线程1加锁后线程2跑过来加锁怎么办？我们来看看锁的互斥是如何实现的？线程2跑过去一看，哎呀！state的值不为0？因此，CAS操作将状态从0变为1的过程会失败，因为状态的当前值为1，说明已经有人锁定了！然后线程2看看，是不是我之前加的锁？当然不是，变量“lockingthread”明确记录了线程1占用了锁，所以此时线程2已经加锁失败。下面放一张图给大家一起体验下这个过程：接下来线程2会把自己放到AQS中的一个等待队列中，因为它尝试锁自己失败了，所以此时会把自己放到队列中Wait，等待之后对于线程1释放锁，可以尝试再次加锁。所以可以看出AQS就是这么一个核心！AQS内部还有一个等待队列，专门用于那些加锁失败的线程！同样，这里放一张图给大家一起感受一下：那么，线程1执行完自己的业务逻辑代码后，就会释放锁！释放锁的过程非常简单。就是把AQS中的state变量的值减1，如果state值为0，锁就会被彻底释放，“锁定的线程”变量也会被置为null！整个过程见下图：接下来，线程2会从等待队列的头部唤醒，再次尝试加锁。好的！线程2现在尝试再次锁定。这个时候还是用CAS操作把状态从0变成1，这个时候就成功了。success后表示加锁成功，state会置1。另外，“加锁线程”必须设置为线程2本身，线程2本身会从等待队列中出队。最后再放一张图，一起来看看过程吧。总结OK，本文到此结束，基本上通过ReentrantLock的加锁和释放锁的过程，给大家讲解了底层依赖的AQS的核心原理。基本上这篇文章大家都看懂了，再也不用担心面试的时候被问到：说说你对AQS的理解。其实一句话，AQS就是一个并发契约的基础组件，用来实现各种锁，各种同步组件。它包括并发中的核心组件，例如状态变量、锁定线程和等待队列。
