這篇文章，我們來(lái)聊聊面試的時(shí)候比較有殺傷力的一個(gè)問(wèn)題：聊聊你對(duì)AQS的理解？

之前有同學(xué)反饋，去互聯(lián)網(wǎng)公司面試，面試官聊到并發(fā)時(shí)就問(wèn)到了這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)時(shí)那位同學(xué)內(nèi)心估計(jì)受到了一萬(wàn)點(diǎn)傷害。。。

因?yàn)槭紫?，很多人還真的連AQS是什么都不知道，可能聽(tīng)都沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)?；蛘哂械娜寺?tīng)說(shuō)過(guò)AQS這個(gè)名詞，但是可能連具體全稱怎么拼寫(xiě)都不知道。

更有甚者，可能會(huì)說(shuō)：AQS？是不是一種思想？我們平時(shí)開(kāi)發(fā)怎么來(lái)用AQS？

總體來(lái)說(shuō)，很多同學(xué)估計(jì)都對(duì)AQS有一種云里霧里的感覺(jué)，如果用搜索引擎查一下AQS是什么？看幾篇文章，估計(jì)就直接放棄了，因?yàn)槊苊苈槁榈奈淖?，?shí)在是看不懂！

所以，基于上述痛點(diǎn)，咱們這篇文章，就用最簡(jiǎn)單的大白話配合N多張手繪圖，給大家講清楚AQS到底是什么？讓各位同學(xué)面試被問(wèn)到這個(gè)問(wèn)題時(shí)，不至于不知所措。

ReentrantLock和AQS的關(guān)系

首先我們來(lái)看看，如果用Java并發(fā)包下的ReentrantLock來(lái)加鎖和釋放鎖，是個(gè)什么樣的感覺(jué)？

這個(gè)基本學(xué)過(guò)Java的同學(xué)應(yīng)該都會(huì)吧，畢竟這個(gè)是java并發(fā)基本API的使用，應(yīng)該每個(gè)人都是學(xué)過(guò)的，所以我們直接看一下代碼就好了：

上面那段代碼應(yīng)該不難理解吧，無(wú)非就是搞一個(gè)Lock對(duì)象，然后加鎖和釋放鎖。

你這時(shí)可能會(huì)問(wèn)，這個(gè)跟AQS有啥關(guān)系？關(guān)系大了去了！因?yàn)镴ava并發(fā)包下很多API都是基于AQS來(lái)實(shí)現(xiàn)的加鎖和釋放鎖等功能的，AQS是Java并發(fā)包的基礎(chǔ)類。

舉個(gè)例子，比如說(shuō)ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock底層都是基于AQS來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

那么AQS的全稱是什么呢？AbstractQueuedSynchronizer，抽象隊(duì)列同步器。給大家畫(huà)一個(gè)圖先，看一下ReentrantLock和AQS之間的關(guān)系。

我們來(lái)看上面的圖。說(shuō)白了，ReentrantLock內(nèi)部包含了一個(gè)AQS對(duì)象，也就是
AbstractQueuedSynchronizer類型的對(duì)象。這個(gè)AQS對(duì)象就是ReentrantLock可以實(shí)現(xiàn)加鎖和釋放鎖的關(guān)鍵性的核心組件。

ReentrantLock加鎖和釋放鎖的底層原理

好了，那么現(xiàn)在如果有一個(gè)線程過(guò)來(lái)嘗試用ReentrantLock的lock()方法進(jìn)行加鎖，會(huì)發(fā)生什么事情呢？

很簡(jiǎn)單，這個(gè)AQS對(duì)象內(nèi)部有一個(gè)核心的變量叫做state，是int類型的，代表了加鎖的狀態(tài)。初始狀態(tài)下，這個(gè)state的值是0。

另外，這個(gè)AQS內(nèi)部還有一個(gè)關(guān)鍵變量，用來(lái)記錄當(dāng)前加鎖的是哪個(gè)線程，初始化狀態(tài)下，這個(gè)變量是null。

接著線程1跑過(guò)來(lái)調(diào)用ReentrantLock的lock()方法嘗試進(jìn)行加鎖，這個(gè)加鎖的過(guò)程，直接就是用CAS操作將state值從0變?yōu)?。

如果不知道CAS是啥的，請(qǐng)看上篇文章，《??Java8中的LongAdder類，大大提升CAS性能??！》。

如果之前沒(méi)人加過(guò)鎖，那么state的值肯定是0，此時(shí)線程1就可以加鎖成功。

一旦線程1加鎖成功了之后，就可以設(shè)置當(dāng)前加鎖線程是自己。所以大家看下面的圖，就是線程1跑過(guò)來(lái)加鎖的一個(gè)過(guò)程。

其實(shí)看到這兒，大家應(yīng)該對(duì)所謂的AQS有感覺(jué)了。說(shuō)白了，就是并發(fā)包里的一個(gè)核心組件，里面有state變量、加鎖線程變量等核心的東西，維護(hù)了加鎖狀態(tài)。

你會(huì)發(fā)現(xiàn)，ReentrantLock這種東西只是一個(gè)外層的API，內(nèi)核中的鎖機(jī)制實(shí)現(xiàn)都是依賴AQS組件的。

這個(gè)ReentrantLock之所以用Reentrant打頭，意思就是他是一個(gè)可重入鎖。

可重入鎖的意思，就是你可以對(duì)一個(gè)ReentrantLock對(duì)象多次執(zhí)行l(wèi)ock()加鎖和unlock()釋放鎖，也就是可以對(duì)一個(gè)鎖加多次，叫做可重入加鎖。

大家看明白了那個(gè)state變量之后，就知道了如何進(jìn)行可重入加鎖！

其實(shí)每次線程1可重入加鎖一次，會(huì)判斷一下當(dāng)前加鎖線程就是自己，那么他自己就可以可重入多次加鎖，每次加鎖就是把state的值給累加1，別的沒(méi)啥變化。

接著，如果線程1加鎖了之后，線程2跑過(guò)來(lái)加鎖會(huì)怎么樣呢？

我們來(lái)看看鎖的互斥是如何實(shí)現(xiàn)的？線程2跑過(guò)來(lái)一下看到，哎呀！state的值不是0??？所以CAS操作將state從0變?yōu)?的過(guò)程會(huì)失敗，因?yàn)閟tate的值當(dāng)前為1，說(shuō)明已經(jīng)有人加鎖了！

接著線程2會(huì)看一下，是不是自己之前加的鎖?。慨?dāng)然不是了，“加鎖線程”這個(gè)變量明確記錄了是線程1占用了這個(gè)鎖，所以線程2此時(shí)就是加鎖失敗。

給大家來(lái)一張圖，一起來(lái)感受一下這個(gè)過(guò)程：

接著，線程2會(huì)將自己放入AQS中的一個(gè)等待隊(duì)列，因?yàn)樽约簢L試加鎖失敗了，此時(shí)就要將自己放入隊(duì)列中來(lái)等待，等待線程1釋放鎖之后，自己就可以重新嘗試加鎖了

所以大家可以看到，AQS是如此的核心！AQS內(nèi)部還有一個(gè)等待隊(duì)列，專門(mén)放那些加鎖失敗的線程！

同樣，給大家來(lái)一張圖，一起感受一下：

接著，線程1在執(zhí)行完自己的業(yè)務(wù)邏輯代碼之后，就會(huì)釋放鎖！他釋放鎖的過(guò)程非常的簡(jiǎn)單，就是將AQS內(nèi)的state變量的值遞減1，如果state值為0，則徹底釋放鎖，會(huì)將“加鎖線程”變量也設(shè)置為null！

整個(gè)過(guò)程，參見(jiàn)下圖：

接下來(lái)，會(huì)從等待隊(duì)列的隊(duì)頭喚醒線程2重新嘗試加鎖。

好！線程2現(xiàn)在就重新嘗試加鎖，這時(shí)還是用CAS操作將state從0變?yōu)?，此時(shí)就會(huì)成功，成功之后代表加鎖成功，就會(huì)將state設(shè)置為1。

此外，還要把“加鎖線程”設(shè)置為線程2自己，同時(shí)線程2自己就從等待隊(duì)列中出隊(duì)了。

最后再來(lái)一張圖，大家來(lái)看看這個(gè)過(guò)程。

總結(jié)

OK，本文到這里為止，基本借著ReentrantLock的加鎖和釋放鎖的過(guò)程，給大家講清楚了其底層依賴的AQS的核心原理。

基本上大家把這篇文章看懂，以后再也不會(huì)擔(dān)心面試的時(shí)候被問(wèn)到：談?wù)勀銓?duì)AQS的理解這種問(wèn)題了。

其實(shí)一句話總結(jié)AQS就是一個(gè)并發(fā)包的基礎(chǔ)組件，用來(lái)實(shí)現(xiàn)各種鎖，各種同步組件的。它包含了state變量、加鎖線程、等待隊(duì)列等并發(fā)中的核心組件。