揭秘ReentrantLock：AQS核心原理与获取锁机制

AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是Java并发工具包（java.util.concurrent）中的一个核心抽象类，用于实现更高级的并发控制，如锁和条件变量。AQS的设计主要围绕三个核心组件： 1. **state字段与CAS操作**: AQS的核心数据结构是`state`变量，使用Compare-and-Swap（CAS）操作来实现原子性地改变状态。ReentrantLock获取锁的过程依赖于这个`state`，当线程试图获取锁时，会检查当前状态是否允许，通过CAS修改state值来尝试获取。如果成功，表示获得了锁；若失败，则进入等待状态。 2. **双向链表的Node节点**: 当一个线程尝试获取锁失败时，它会被封装成一个`Node`节点并加入到AQS的等待队列中。这个队列是一个FIFO（先进先出）的双向链表，线程在这里按照顺序等待锁的释放。在等待过程中，线程会被挂起，直到队列头部的线程获得锁并唤醒。 3. **单向链表与条件变量**: 在某些情况下，如ReentrantLock的`await()`方法被调用时，线程会变成一个等待状态，并插入到一个单向链表中。这通常与条件变量（Condition）一起使用，当满足特定条件时（如ArrayBlockingQueue的队列满或空），线程会等待并由其他线程通过`signal()`或`signalAll()`方法唤醒。 ReentrantLock是一种可重入锁，它通过继承自AQS的Sync类实现了对锁的管理和并发控制。ReentrantLock提供了公平锁和非公平锁两种模式，其中非公平锁更倾向于优先满足第一个到达的线程。当创建ReentrantLock实例时，实际上创建了一个Sync对象，这个对象是ReentrantLock的内部抽象类，进一步扩展了AQS的功能，如支持tryLock()、lockInterruptibly()等方法。 总结来说，AQS是ReentrantLock和其他基于AQS设计的并发工具的基础，它提供了一种高效、灵活的方式来管理线程间的同步和等待，使得高级并发控制变得简单而强大。理解AQS的底层原理对于深入学习和使用Java并发库至关重要。