AQS原理深度解析：ReentrantLock与CLH队列详解

AQS（AbstractQueuedSynchronizer）原理详解是关于Java并发编程中一种核心的同步机制，它主要用于ReentrantLock等高级锁的实现。ReentrantLock是最常用的AQS类，它的底层结构是基于CLH（Chaining List Head）队列，这是一种特殊的虚拟队列，没有实际的队列实例，只有节点之间的前后关系。 在AQS中，当一个线程试图获取锁时，它首先调用`nonfairTryAcquire`方法。这个方法会检查当前是否有其他线程正在竞争锁。如果没有（即c字段值为0），线程将尝试通过CAS（Compare and Swap）原子操作将状态值设置为acquires（初始值为1），表示自己正在尝试获取锁。如果成功，当前线程就获得了锁，同时防止其他线程在此时抢占，这就是所谓的非公平锁，它提高了锁的获取效率，但可能会对已经在队列中的线程造成不公平。 如果线程发现已经有其他线程持有锁（c≠0），但自己也持有（可能是重入），它会简单地增加acquires计数并修改状态，实现了一种称为“偏向锁”的优化，这种情况下不需要将线程加入队列，从而提升性能。然而，如果线程确实需要加入队列，如当尝试获取锁失败时，会调用`addWaiter`方法，将自己包装成一个Node并添加到队列的末尾。这是通过基于CAS的无锁（Lock-Free）算法实现的，以避免并发修改队列尾部时可能产生的竞态条件。 在加锁过程中，AQS使用了`LockSupport.park()`方法，这是一个本地方法，它让当前线程进入阻塞状态，实际上是调用了`sun.misc.Unsafe.park()`，最终通过`pthread_mutex_lock`在Linux的内核层实现线程的阻塞。当持有锁的线程调用`unlock()`，它会唤醒队列中的一个等待线程，使之继续执行。 AQS提供了一个高效、灵活的同步框架，它支持自旋锁和阻塞锁的切换，以及公平和非公平的锁策略，这使得Java并发编程中的锁管理更为精细，提高了程序的并发性能和资源利用率。理解和掌握AQS原理对于编写高并发、低阻塞的Java应用程序至关重要。