当然可以，AQS（AbstractQueuedSynchronizer） 是 Java 并发包 java.util.concurrent（简称 JUC）中非常核心的一个抽象类，是构建各种同步器（如 ReentrantLock、Semaphore、CountDownLatch、ReentrantReadWriteLock 等）的基础框架。
一、AQS 的作用
AQS 的核心思想是：使用一个 int 类型的原子变量 state 来表示同步状态，并通过一个 FIFO 队列来管理等待获取锁的线程。
它提供了一套模板方法，允许子类通过实现特定的方法（如 tryAcquire、tryRelease）来定义同步语义，从而构建各种不同的同步组件。
二、AQS 的核心组成
1. 同步状态（state）
state是一个volatile修饰的int类型变量，用于表示同步资源的状态。- 子类通过修改
state的值来控制资源的获取与释放。 - AQS 提供了基于 CAS 的原子操作方法（如
compareAndSetState）来修改state，确保线程安全。
2. 同步队列（CLH 队列）
- AQS 内部维护了一个双向链表的同步队列（FIFO），用于管理等待获取锁的线程。
- 每个节点（
Node）代表一个线程，包含线程引用、等待状态、前驱节点和后继节点等信息。 - 当线程尝试获取锁失败时，会被封装成一个
Node插入到队列尾部，并进入等待状态。
3. Node 节点的状态（waitStatus）
每个 Node 有一个 waitStatus 字段，表示节点的等待状态，常见值如下：
| 状态值 | 含义 |
|---|---|
| 0 | 默认状态，当前节点在队列中，等待获取锁 |
| CANCELLED（1） | 当前线程被取消（可能因超时或中断） |
| SIGNAL（-1） | 后续节点需要被唤醒 |
| CONDITION（-2） | 当前节点在条件队列中 |
| PROPAGATE（-3） | 表示释放共享锁时应传播唤醒操作（用于共享模式） |
三、AQS 的两种模式
AQS 支持两种同步模式：
1. 独占模式（Exclusive Mode）
- 一次只能有一个线程获取同步资源。
- 适用于
ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock.WriteLock等。 - 相关方法：
acquire()、release()
2. 共享模式（Shared Mode）
- 多个线程可以同时获取同步资源。
- 适用于
CountDownLatch、Semaphore、ReentrantReadWriteLock.ReadLock等。 - 相关方法：
acquireShared()、releaseShared()
四、AQS 的核心方法（模板方法）
AQS 提供了一系列公共方法，这些方法调用了子类实现的 钩子方法（如 tryAcquire、tryRelease）。主要方法如下：
| 方法名 | 说明 |
|---|---|
acquire(int arg) | 独占方式获取同步状态，失败则进入队列等待 |
release(int arg) | 独占方式释放同步状态，唤醒后继节点 |
acquireShared(int arg) | 共享方式获取同步状态，失败则进入队列等待 |
releaseShared(int arg) | 共享方式释放同步状态，唤醒后继节点 |
这些方法内部调用了子类必须实现的钩子方法：
| 钩子方法 | 说明 |
|---|---|
tryAcquire(int arg) | 独占方式尝试获取资源 |
tryRelease(int arg) | 独占方式尝试释放资源 |
tryAcquireShared(int arg) | 共享方式尝试获取资源 |
tryReleaseShared(int arg) | 共享方式尝试释放资源 |
五、AQS 的典型应用场景
| 同步组件 | 使用方式 | AQS 模式 | 说明 |
|---|---|---|---|
ReentrantLock | 独占锁 | 独占模式 | 可重入、支持公平/非公平 |
Semaphore | 信号量 | 共享模式 | 控制同时访问的线程数量 |
CountDownLatch | 倒计时门闩 | 共享模式 | 所有线程等待一个倒计时完成 |
ReentrantReadWriteLock | 读写锁 | 独占 + 共享 | 读共享，写独占 |
FutureTask | 异步任务 | 独占 | 用于异步执行任务并获取结果 |
六、AQS 的优缺点
✅ 优点
- 高度抽象：提供统一的同步框架，简化了同步组件的开发。
- 高效性：基于 CAS 和队列管理，性能优秀。
- 灵活性：支持独占和共享两种模式，适用于多种同步场景。
- 可扩展性强：开发者可以基于 AQS 自定义同步组件。
❌ 缺点
- 理解成本高：内部逻辑复杂，涉及队列、CAS、线程状态管理等知识。
- 调试困难：死锁、阻塞等问题不容易排查。
七、总结
| 项目 | 说明 |
|---|---|
| 核心机制 | 使用 state 表示同步状态，FIFO 队列管理等待线程 |
| 同步模式 | 独占模式、共享模式 |
| 实现方式 | 基于 CAS + volatile + 线程阻塞 |
| 核心设计 | 模板方法 + 钩子方法 |
| 应用场景 | ReentrantLock、Semaphore、CountDownLatch 等 |
| 优势 | 高效、灵活、可扩展 |
| 难点 | 实现复杂，调试困难 |
八、一句话总结 AQS：
AQS 是 Java 并发包中构建各种同步组件的核心框架，它通过一个原子状态变量和一个等待队列，实现了对线程的阻塞与唤醒机制，为开发者提供了统一的同步抽象模型。
如果你正在准备面试，建议结合 ReentrantLock 或 CountDownLatch 的源码，深入理解 AQS 的工作原理，这样可以更好地回答并发相关问题。
THE END
