AQS对非公平性原理的解析

# 1. AQS简介

## 1.1 AQS的作用和特点

在Java并发编程中，AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是一个非常重要的框架，用于实现同步器的基础框架。AQS提供了一种基于队列的同步器实现方式，可以用于构建各种同步器，如ReentrantLock、Semaphore等。AQS主要作用是提供了一种灵活的方式来管理同步状态和线程的阻塞/唤醒操作。

AQS的特点包括：
- 提供了底层的同步状态管理和线程阻塞/唤醒机制
- 支持独占锁和共享锁两种模式
- 可以通过继承AQS来实现自定义的同步器
- 内置了FIFO队列，用于管理排队的线程

## 1.2 AQS的基本实现原理

AQS的基本实现原理是基于一个整型的volatile变量state和一个FIFO的等待队列来实现同步控制。state表示同步状态，可以用于控制资源的获取和释放；等待队列则用于存放因为获取同步状态而被阻塞的线程。

AQS通过维护state状态信息和等待队列来实现对资源的访问控制，当某个线程尝试获取同步状态失败时，会被加入到等待队列中，进入阻塞状态，直到获取到同步状态才能继续执行。

## 1.3 AQS在Java并发包中的应用

Java并发包中很多同步器都是基于AQS实现的，比如ReentrantLock、CountDownLatch、Semaphore等。这些同步器利用AQS提供的框架，可以以一种安全高效的方式实现并发控制，帮助开发者解决并发编程中的线程同步和互斥访问等问题。通过AQS，开发者可以更灵活地控制同步状态，实现各种复杂的同步需求。

# 2. AQS中的公平性和非公平性

### 2.1 公平锁和非公平锁的概念
在并发编程中，公平锁和非公平锁是针对锁的获取顺序而言的。公平锁是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁，而非公平锁则是在一定条件下，允许在等待队列中的线程插队获取锁。

### 2.2 AQS中的公平性和非公平性的区别
AQS中的公平性和非公平性体现在对等待队列中的线程的获取锁顺序的处理上，公平性保证了线程按照先来后到的顺序获取锁，而非公平性则允许线程在合适的时机插队获取锁。

### 2.3 公平性和非公平性对并发性能的影响
公平性保证了所有线程都有公平获取锁的机会，但可能会带来更多的线程切换和调度开销；而非公平性可能会导致某些线程长期得不到执行，但可以减少无谓的竞争和提高整体吞吐量。在不同的场景下，选择合适的锁策略对并发性能有重要影响。

# 3. AQS中的同步队列

在本章中，我们将深入探讨AQS中同步队列的结构、作用以及实现原理，以帮助读者更好地理解AQS在并发编程中的应用。

**3.1 同步队列的结构和作用**

在AQS中，同步队列（Sync Queue）是一个核心数据结构，用于管理线程的获取和释放锁的顺序。同步队列采用双向链表实现，内部包含了节点（Node）对象，每个节点都代表一个等待线程。通过同步队列，AQS能够实现线程的阻塞、唤醒和排队等操作，从而确保多线程之间的协作和竞争关系。

同步队列的作用主要体现在以下几个方面：
- 管理锁的获取和释放顺序：通过同步队列，AQS能够准确地维护线程的等待队列，并按照特定的规则（如公平性或非公平性）来确定线程获取锁的顺序。
- 实现线程的阻塞和唤醒：当一个线程无法获取锁时，AQS会将其加入同步队列并进行阻塞，待条件满足时再唤醒该线程