理解AQS中的阻塞与唤醒过程

# 1. 引言

## 1.1 介绍AQS（AbstractQueuedSynchronizer）的背景和作用

AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是Java中并发框架中的核心组件之一。它通过提供一个基于FIFO队列的同步器实现了Java中的锁和同步机制。AQS为多线程编程提供了一种强大的工具，能够控制并发访问资源的同步和互斥。使用AQS可以实现自定义同步器，满足不同场景下的并发需求。

在并发编程中，资源的互斥访问和线程之间的协作是非常重要的。AQS通过使用一个共享的同步状态来实现线程的阻塞和唤醒，从而实现线程之间的协作与同步。借助AQS提供的阻塞与唤醒机制，我们可以实现一些高效、灵活且线程安全的并发算法。

## 1.2 简述AQS中的阻塞与唤醒过程的重要性

在多线程编程中，阻塞与唤醒是线程协作的重要手段。当一个线程需要获取某个共享资源时，如果发现该资源已经被其他线程占用，那么该线程就会进入阻塞状态，等待其他线程释放该资源后再继续执行。而唤醒则是指当一个线程释放了某个共享资源后，需要通知其他等待该资源的线程进行竞争。

AQS中的阻塞与唤醒过程是通过等待队列（Wait Queue）和同步队列（Sync Queue）来实现的。等待队列用于存放被阻塞的线程，而同步队列则用于存放已经获取了同步状态的线程。阻塞与唤醒的过程是在等待队列和同步队列之间进行的。通过合理的使用等待队列和同步队列，可以实现线程之间的有效协作，从而提高系统的并发性能和响应速度。

# 2. AQS的基本原理

AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是Java中用于构建锁和同步器的基础框架。它提供了一种简单且灵活的方式来实现多线程之间的协作和同步。在本章中，我们将深入探讨AQS的基本原理。

### 2.1 AQS的数据结构和基本接口

在了解AQS的原理之前，我们先来了解一下AQS的数据结构和基本接口。

AQS内部使用一个双向链表来维护等待队列（wait queue）和同步队列（sync queue），其中等待队列用于保存等待获取锁的线程，同步队列用于保存已经获取锁的线程。AQS提供了以下几个基本接口：

- `getState()`: 获取当前同步状态的方法。
- `setState(int state)`: 设置当前同步状态的方法。
- `addWaiter()`: 将当前线程添加到等待队列的方法。
- `release(int releases)`: 释放锁的方法。

### 2.2 AQS的原理解析

AQS通过一个整型的状态变量来表示同步状态。在使用AQS实现自定义同步器时，我们可以根据这个状态来实现不同的同步策略。比如，对于独占锁（exclusive lock），我们可以使用状态值为0表示未被锁定，非0表示已被锁定；对于共享锁（shared lock），我们可以使用状态值表示当前持有锁的线程数量。

AQS的核心是通过自旋和CAS操作来实现原子性的状态更新和线程的阻塞与唤醒。当一个线程需要获取锁时，它会调用AQS提供的acquire方法，该方法会首先尝试使用CAS操作来修改状态值，如果成功则表示获取了锁，如果失败，则会将当前线程包装成一个节点（Node）并添加到等待队列中，并将线程挂起。

当一个线程释放锁时，它会调用AQS提供的release方法，该方法会释放锁并唤醒等待队列中的下一个线程。

AQS会维护一个同步队列，通过将等待队列中的线程移动到同步队列中，实现