深入理解 JUC：AQS 队列同步器 AbstractQueuedSynchronizer简称AQS

AbstractQueuedSynchronizer 简称 AQS ，可能我们几乎不会直接去使用它，但它却是 JUC 的核心基础组件，支撑着 java 锁和同步器的实现，例如 ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock、CountDownLatch ，以及 Semaphore 等。大神 Doug Lea 在设计 JUC 包时希望能够抽象一个基础且通用的组件以支撑上层模块的实现， AQS 应运而生。
AQS 本质上是一个 FIFO 的双向队列，线程被包装成结点的形式，基于自旋机制在队列中等待获取资源（这里的资源可以简单理解为对象锁）。 AQS 在设计上实现了两类队列，即同步队列和条件队列，其中同步队列服务于线程阻塞等待获取资源，而条件队列则服务于线程因某个条件不满足而进入等待状态。条件队列中的线程实际上已经获取到了资源，但是没有能够继续执行下去的条件，所以被打入条件队列并释放持有的资源，以让渡其它线程执行，如果未来某个时刻条件得以满足，则该线程会被从条件队列转移到同步队列，继续参与竞争资源，以继续向下执行。
本文我们主要分析 AQS 的设计与实现，包括 LockSupport 工具类、同步队列、条件队列，以及 AQS 资源获取和释放的通用过程。 AQS 采用模板方法设计模式，具体获取资源和释放资源的过程都交由子类实现，对于这些方法的分析将留到后面分析具体子类的文章中再展开。
LockSupport 工具类LockSupport 工具类是 JUC 的基础组件，主要作用是用来阻塞和唤醒线程，底层依赖于 Unsafe 类实现。 LockSupport 主要定义类 2 类方法：park 和 unpark ，其中 park 方法用于阻塞当前线程，而 unpark 方法用于唤醒处于阻塞状态的指定线程。
下面的示例演示了 park 和 unpark 方法的基本使用：
Thread thread = new Thread(() -> {System.out.println("Thread start: " + Thread.currentThread().getName());LockSupport.park(); // 阻塞自己System.out.println("Thread end: " + Thread.currentThread().getName());});thread.setName("A");thread.start();System.out.println("Main thread sleep 3 second: " + Thread.currentThread().getId());TimeUnit.SECONDS.sleep(3);LockSupport.unpark(thread); // 唤醒线程 A线程 A 在启动之后调用了 LockSupport#park 方法将自己阻塞，主线程在休息 3 秒之后调用 LockSupport#unpark 方法线程 A 唤醒。运行结果：
Thread start: AMain thread sleep 3 second: 1Thread end: ALockSupport 针对 park 方法提供了多种实现，如下：
public static void park()public static void park(Object blocker)public static void parkNanos(long nanos)public static void parkNanos(Object blocker, long nanos)public static void parkUntil(long deadline)public static void parkUntil(Object blocker, long deadline)由方法命名不难看出， parkNanos 和 parkUntil 都属于 park 方法的超时版本，区别在于 parkNanos 方法接收一个纳秒单位的时间值，用于指定阻塞的时间长度，例如当设置 nanos=3000000000 时，线程将阻塞 3 秒后苏醒，而 parkUntil 方法则接收一个时间戳，参数 deadline 用于指定阻塞的到期时间。
所有的 park 方法都提供了包含 Object blocker 参数的重载版本，参数 blocker 指代导致当前线程阻塞等待的锁对象，方便问题排查和系统监控，而在 LockSupport 最开始被设计时却忽视了这一点，导致在线程 dump 时无法提供阻塞对象的相关信息，这一点在 java 6 中得以改进。实际开发中如果使用到了 LockSupport 工具类，推荐使用带 blocker 参数的版本。
下面以 LockSupport#park(java.lang.Object) 方法为例来看一下具体的实现，如下：