# JUC 并发

AQS

相比原来的 syncornized， ReentrantLock 解决了防死锁、公平、超时控制、精准唤醒的问题。

• 一个双向链表
• 一个 volatile 修饰的保证多线程可见性的同步状态 state，代表当前对象锁是否被占用和重入次数
• 线程尝试加锁，加锁失败的入队列，公平锁下保证 FIFO，非公平状态允许插队

AQS 是 JUC 包的基石，它内部维护了一个 volatile int state 代表同步状态（通过 CAS 更新），以及一个 FIFO 线程等待队列（CLH 双向链表）。

当线程请求共享资源时：

1. 调用 tryAcquire() 尝试获取资源，成功则直接返回。
2. 若失败，将当前线程封装为 Node 节点 加入等待队列尾部。
3. 入队后再次判断：如果前驱是 head，则再次尝试 tryAcquire()。
4. 若仍失败，调用 LockSupport.park() 挂起线程。
5. 当资源释放时，唤醒队列中的后继节点，被唤醒的线程回到步骤 3。

公平锁 vs 非公平锁的区别：

• 公平锁：新线程在 tryAcquire() 前会检查队列中是否有等待者（hasQueuedPredecessors()），有则放弃，严格按队列顺序。
• 非公平锁：新线程直接 CAS 抢锁，不管队列中是否有等待者；被唤醒的线程可能竞争失败，需重新排队。

可重入性

同一个线程可以多次获取同一把锁，而不会被阻塞或死锁。

这个例子中通过递归调用在临界区内多次尝试获得同一把锁，由于 ReentrantLock 支持可重入，这里不会导致死锁，计数器 +1 即可，递归回溯的时候则 -1。

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class ReentrantLockBasic {
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    private int count = 0;

    public void increment() {
        lock.lock();
        try {
            count++;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void recursiveIncrement(int depth) {
        lock.lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 获取锁，深度: " + depth);
            if (depth > 0) {
                recursiveIncrement(depth - 1);
            }
            count++;
        } finally {
            lock.unlock();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 释放锁, 深度: " + depth);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ReentrantLockBasic demo = new ReentrantLockBasic();

        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 3; i++) {
                demo.recursiveIncrement(3);
            }
        }, "Thread-1");

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 3; i++) {
                demo.recursiveIncrement(3);
            }
        }, "Thread-2");

        Thread thread3 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 3; i++) {
                demo.recursiveIncrement(3);
            }
        }, "Thread-3");

        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();

        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
            thread3.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("Final count: " + demo.count);
    }
}

避免死锁

通过 tryLock 尝试获取锁，在获取不到锁的时候可以做其他事情，避免阻塞。

公平锁

通过 new ReentrantLock(true); 配置公平锁，保证队首节点尝试获取锁的时候不会被新进线程抢占。

其他AQS容器

特性	CountDownLatch	Semaphore	CyclicBarrier
核心作用	线程等待事件（计数归零）	控制并发数量（许可证）	线程互相等待（集结点）
可重用性	一次性（计数归零后失效）	可重用（释放许可证后可再次获取）	可循环使用（计数器自动重置）
线程关系	主线程等待多个子线程	线程间竞争资源	线程间互相等待
典型场景	资源加载、并发测试	连接池限流、服务降级	并行计算、多阶段任务

CAS

比较并交换。