深入解析AQS：乐观锁、锁类型与公平/非公平原理

AQS (AbstractQueuedSynchronizer) 是Java并发工具库中一个核心组件，用于实现线程之间的同步。本文档深入剖析了AQS源码，从锁的原理入手，帮助理解AQS在处理线程同步时的关键机制。 1. 锁的概念： - 乐观锁与悲观锁：乐观锁假设线程在访问数据时不会发生冲突，只有在更新数据时才检查是否存在并发修改。Java的`volatile`关键字可以实现一定程度的乐观锁，而`synchronized`则是典型的悲观锁，它总是先获取锁再执行操作。 - 共享锁与独占锁：独占锁（如`synchronized`）允许一次只有一个线程访问，而共享锁（如`ReentrantReadWriteLock`的`ReadLock`）允许多个线程同时读取数据，但不允许写入。独占锁意味着互斥访问，共享锁则支持并发读取。 - 公平锁与非公平锁：公平锁遵循先进先出（FIFO）原则，保证等待锁的线程按顺序获取；非公平锁则不保证这一点，线程可能直接尝试获取，即使有更早的线程在等待。 2. AQS框架结构： - 类图展示了AQS的继承关系和组成部分，包括`AbstractQueuedSynchronizer`作为基类，以及`FairBlockingQueue`和`NonBlocking`等不同实现方式。 - AQS的数据结构主要包括一个`Node`节点链表，用于存储等待线程，以及一个`int`类型的`state`字段，用于表示锁的状态。 3. 源码详解： - `acquire()`方法是关键，用于线程尝试获取锁，通过CAS（Compare and Swap）操作实现无锁或少锁的优化。公平锁和非公平锁在这部分有不同的实现策略。 - `release()`方法用于释放锁，同时处理可能存在的等待线程，确保锁的正确释放和恢复。 4. ReentrantLock对比： - 公平锁和非公平锁在ReentrantLock中也有体现，公平锁通过`newCondition().await()`实现，确保线程按照队列顺序等待；非公平锁则可能直接唤醒一个等待线程。 - 实战部分可能会涉及如何在实际项目中选择使用哪种类型的锁，以及何时使用AQS来替代其他同步机制。 总结：AQS是设计精巧的线程同步框架，理解乐观锁、悲观锁以及公平锁与非公平锁的概念对于深入研究并发编程至关重要。掌握AQS的源码，可以帮助开发者更好地控制线程间的交互，提高程序的性能和可维护性。