1.5w字，30图带你彻底掌握 AQS！（建议收藏）前言AQS（AbstractQueuedSynchronizer

前言AQS（ AbstractQueuedSynchronizer ）是一个用来构建锁和同步器（所谓同步，是指线程之间的通信、协作）的框架， Lock 包中的各种锁（如常见的 ReentrantLock, ReadWriteLock）, concurrent它包中的各种同步器（如 CountDownLatch, Semaphore, CyclicBarrier）都是基于 AQS 来构建，所以理解 AQS 的实现原理至关重要， AQS 也是面试中区分候选人的常见考点，我们务必要掌握，本文将用循序渐进地介绍 AQS ，相信大家看完一定有收获。文章目录如下

锁原理 - 信号量 vs 编程
AQS 实现原理
AQS 源码剖析
如何利用 AQS 自定义一个互斥锁

锁原理 - 信号量 vs 管程在并发编程领域，有两大核心问题：互斥与同步，互斥即同一时刻只允许一个线程访问共享资源，同步，即线程之间如何通信、协作，一般这两大问题可以通过信号量和管程来解决。
信号量信号量（Semaphore）是操作系统提供的一种进程间常见的通信方式，主要用来协调并发程序对共享资源的访问，操作系统可以保证对信号量操作的原子性。它是怎么实现的呢。

信号量由一个共享整型变量 S 和两个原子操作 PV 组成， S 只能通过 P 和 V 操作来改变
P 操作：即请求资源，意味着 S 要减 1 ，如果 S < 0, 则表示没有资源了，此时线程要进入等待队列（同步队列）等待
V 操作: 即释放资源，意味着 S 要加 1 ，如果 S 小于等于 0 ，说明等待队列里有线程，此时就需要唤醒线程。

示意图如下

文章插图
信号量机制的引入解决了进程同步和互斥问题，但信号量的大量同步操作分散在各个进程中不便于管理，还有可能导致系统死锁。如：生产者消费者问题中将P、V颠倒可能死锁（见文末参考链接），另外条件越多，需要的信号量就越多，需要更加谨慎地处理信号量之间的处理顺序，否则很容易造成死锁现象。
基于信号量给编程带来的隐患，于是有了提出了对开发者更加友好的并发编程模型-管程
管程Dijkstra 于 1971 年提出：把所有进程对某一种临界资源的同步操作都集中起来，构成一个所谓的秘书进程。凡要访问该临界资源的进程，都需先报告秘书，由秘书来实现诸进程对同一临界资源的互斥使用，这种机制就是管程。
编程是一种在信号量机制上进行改进的并发编程模型，解决了信号量在临界区的 PV 操作上配对的麻烦，把配对的 PV 操作集中在一起而形成的并发编程方法理论，极大降低了使用和理解成本。
管程由四部分组成：

管程内部的共享变量。
管程内部的条件变量。
管程内部并行执行的进程。
对于局部与管程内部的共享数据设置初始值的语句。

由此可见，管程就是一个对象监视器。任何线程想要访问该资源（共享变量），就要排队进入监控范围。进入之后，接受检查，不符合条件，则要继续等待，直到被通知，然后继续进入监视器。
需要注意的事，信号量和管程两者是等价的，信号量可以实现管程，管程也可以实现信号量，只是两者的表现形式不同而已，管程对开发者更加友好。
两者的区别如下

文章插图
管程为了解决信号量在临界区的 PV 操作上的配对的麻烦，把配对的 PV 操作集中在一起，并且加入了条件变量的概念，使得在多条件下线程间的同步实现变得更加简单。
怎么理解管程中的入口等待队列，共享变量，条件变量等概念，有时候技术上的概念较难理解，我们可以借助生活中的场景来帮助我们理解，就以我们的就医场景为例来简单说明一下，正常的就医流程如下：