AQS clh

### AQS与CLH队列的实现细节 AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是Java并发包中的一个核心组件，用于构建锁和其他同步器的基础框架。它内部使用了一个FIFO的CLH队列来管理线程的等待和唤醒过程[^1]。 #### 1. CLH队列的基本概念 CLH（Craig, Landin, and Hagersten）队列是一种基于链表的队列结构，最初设计用于自旋锁。在AQS中，CLH队列被改造为阻塞队列，用于管理线程的排队和唤醒。每个节点代表一个等待获取资源的线程。当线程尝试获取锁失败时，会创建一个新的节点并将其加入队列末尾[^4]。 ```java private Node addWaiter(Node mode) { Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode); Node pred = tail; if (pred != null) { node.prev = pred; if (compareAndSetTail(pred, node)) { pred.next = node; return node; } } enq(node); return node; } ``` 上述代码展示了如何将一个线程包装成`Node`对象，并将其插入到CLH队列中。如果当前队列尾部不为空，则尝试通过CAS操作快速将新节点添加到队列末尾；否则调用`enq()`方法进行完整初始化。 #### 2. AQS的核心方法 AQS的核心逻辑围绕以下几个方法展开： - **`tryAcquire()`**：由子类实现，用于尝试获取锁。如果返回`false`，则调用`addWaiter()`将线程加入队列。 - **`acquireQueued()`**：将线程放入等待状态，直到成功获取锁或被中断。 - **`isHeldExclusively()`**：判断当前线程是否独占持有锁，主要用于条件变量的支持[^3]。 #### 3. 条件变量的支持 AQS还支持条件变量（Condition），通过`ConditionObject`类实现。线程可以通过`await()`方法进入等待状态，并通过`signal()`方法唤醒其他线程。这一机制类似于`Object`类中的`wait()`和`notify()`方法[^2]。 ```java public class ConditionAwaitSignalDemo { public static void main(String[] args) { ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); Condition condition = lock.newCondition(); new Thread(() -> { try { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " come in."); lock.lock(); condition.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { lock.unlock(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 换醒."); }, "Thread A").start(); new Thread(() -> { try { lock.lock(); condition.signal(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 通知."); } finally { lock.unlock(); } }, "Thread B").start(); } } ``` 上述代码演示了`Condition`接口的使用方式。`Thread A`调用`await()`进入等待状态，而`Thread B`通过`signal()`唤醒等待中的线程[^2]。 #### 4. 队列的延迟初始化 CLH队列在AQS中的实现具有延迟初始化的特点。只有当第一个线程尝试获取锁失败时，才会创建队列的第一个节点（即头节点）。头节点是一个特殊的哑节点，其`thread`字段为`null`。 ### 总结 AQS通过CLH队列实现了线程的有序等待和唤醒机制。它的设计灵活且高效，能够满足多种同步场景的需求。无论是独占锁还是共享锁，AQS都能通过统一的队列管理机制提供支持。