AQS

Java AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是Java并发包（java.util.concurrent）中的一个基础同步框架。它为实现锁和其他同步器（如Semaphore、CountDownLatch、ReentrantLock等）提供了一个通用的底层机制。

核心特点：

• 基于FIFO队列：AQS通过一个基于FIFO的等待队列管理线程的同步状态。 独占与共享模式：支持独占（如ReentrantLock）和共享（如Semaphore）两种资源获取方式。
• 状态管理：通过一个int类型的state变量表示同步状态，子类通过继承AQS并重写相关方法实现自定义同步器。
• 阻塞与唤醒：AQS负责线程的阻塞与唤醒，简化了同步器的实现。 常见用法：

实现自定义锁或同步器时，继承AQS并实现tryAcquire、tryRelease等方法。 AQS极大地简化了Java并发工具的开发，是Java并发包的核心基础

数据结构

• Node

abstract static class Node {
        volatile Node prev;       // initially attached via casTail
        volatile Node next;       // visibly nonnull when signallable
        Thread waiter;            // visibly nonnull when enqueued
        volatile int status;      // written by owner, atomic bit ops by others
}

• CLH队列

CLH队列（Craig, Landin, and Hagersten队列）是一种基于链表的自旋锁队列，AQS的同步队列就是基于CLH队列实现的。

特点：

CLH队列是一个虚链表，节点代表等待获取锁的线程。 每个线程在本地保存一个前驱节点，通过前驱节点的状态判断自己是否可以获取锁。 线程入队时会自旋等待前驱节点释放锁，减少了竞争和CPU资源浪费。 在AQS中的应用：

AQS通过CLH队列实现线程的有序排队和唤醒。 线程获取锁失败时，会被包装成一个Node节点加入队列尾部。 只有队列头节点的下一个节点才有资格被唤醒尝试获取锁，保证了公平性。 CLH队列的设计让AQS能够高效地管理大量线程的同步等待。

头节点唤醒

在AQS中，等待队列的头节点（head）用于管理线程的同步和唤醒。其主要机制如下：

等待： 当线程获取锁失败时，会被封装成一个节点加入到AQS的同步队列（一个双向链表），并阻塞（通常通过LockSupport.park()实现）。只有队列头节点前面的线程被唤醒后，当前节点才有机会获取锁。

唤醒： 当锁被释放时，AQS会调用unparkSuccessor(head)方法唤醒队列中的下一个节点（即头节点的下一个节点）。具体做法是通过LockSupport.unpark()唤醒等待线程，使其重新尝试获取锁。

总结：

头节点本身不代表实际线程，只是一个占位节点。 唤醒操作总是针对头节点的下一个节点（即等待时间最长的线程）。 通过这种方式，实现了线程的有序等待和唤醒，保证了同步的公平性和效率。