# AQS 抽象队列同步器 🔨

AQS 的全称为（AbstractQueuedSynchronizer），这个类在java.util.concurrent.locks包下面。

AQS.awebp

# 基本属性：state 双向队列

//头节点
private transient volatile Node head;
//尾节点
private transient volatile Node tail;
//状态值
private volatile int state;

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AQS的实现依赖内部的同步队列，也就是FIFO的双向队列（双向链表），如果当前线程竞争锁失败，那么AQS会把当前线程以及等待状态信息构造成一个Node加入到同步队列中，同时再阻塞该线程。当获取锁的线程释放锁以后，会从队列中唤醒一个阻塞的节点(线程)。

因为处于锁阻塞的线程允许被中断，被中断的线程是不需要去竞争锁的，但是它仍然存在于双向链表里面。在后续的锁竞争中，需要把这个节点从链表里面移除，如果是单向列表，就需要从head节点开始往下逐个便利，效率低下。

synchronized 和 ReentrantLock 都是一次只允许一个线程访问某个资源，Semaphore(信号量)可以指定多个线程同时访问某个资源。

Semaphore 与 CountDownLatch 一样，也是共享锁的一种实现。它默认构造 AQS 的 state 为 permits。当执行任务的线程数量超出 permits，那么多余的线程将会被放入阻塞队列 Park,并自旋判断 state 是否大于 0。
只有当 state 大于 0 的时候，阻塞的线程才能继续执行,此时先前执行任务的线程继续执行 release() 方法，release() 方法使得 state 的变量会加 1，那么自旋的线程便会判断成功。
如此，每次只有最多不超过 permits 数量的线程能自旋成功，便限制了执行任务线程的数量。

CountDownLatch允许 count 个线程去阻塞等待其他线程。实现流程如下：

CountDownLatch 是共享锁的一种实现,它默认构造 AQS 的 state 值为 count。当线程使用 countDown() 方法时,其实使用了tryReleaseShared方法以 CAS 的操作来减少 state,直至 state 为 0 。
当调用 await() 方法的时候，如果 state 不为 0，那就证明任务还没有执行完毕，await() 方法就会一直阻塞，也就是说 await() 方法之后的语句不会被执行。
然后，CountDownLatch 会自旋 CAS 判断 state == 0，如果 state == 0 的话，就会释放所有等待的线程，await() 方法之后的语句得到执行。

两种典型的使用场景：

某一线程在开始运行前等待 n 个线程执行完毕
- 将 CountDownLatch 的计数器初始化为 n （new CountDownLatch(n)），每当一个任务线程执行完毕，就将计数器减 1 （countdownlatch.countDown()），当计数器的值变为 0 时，在 CountDownLatch 上 await() 的线程就会被唤醒。
- 一个典型应用场景就是启动一个服务时，主线程需要等待多个组件加载完毕，之后再继续执行。
实现多个线程开始执行任务的最大并行性。
- 初始化一个共享的 CountDownLatch 对象，将其计数器初始化为 1 （new CountDownLatch(1)），多个线程在开始执行任务前首先 coundownlatch.await()，当主线程调用 countDown() 时，计数器变为 0，多个线程同时被唤醒。

它是一个同步的工具，能够允许一组线程去互相等待直到都到达了屏障，CyclicBarrier对于涉及到固定大小的线程是非常有用的，线程们必须相互等待。该屏障称之为循环屏障，是因为当等待屏障的线程被释放之后，该屏障能循环使用。

CountDownLatch 的实现是基于 AQS 的，而 CycliBarrier 是基于 ReentrantLock(ReentrantLock 也属于 AQS 同步器)和 Condition 的。