AQS 与 ReentrantLock

用途：使用显式锁、信号量、倒计时闩等并发工具时理解其共同底座

定义

AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是 java.util.concurrent.locks 与众多并发工具的同步器框架：用一个 volatile int state 表示资源状态，配合 CLH 变体的双向等待队列管理排队与唤醒，子类通过重写 tryAcquire/tryRelease（独占）或 tryAcquireShared/tryReleaseShared（共享）定义语义。

上层工具	state 含义
`ReentrantLock`	重入次数（0 表示未占用）
`ReadWriteLock`	高 16 位读计数、低 16 位写计数
`Semaphore`	剩余许可数
`CountDownLatch`	剩余计数（共享模式）
`ReentrantReadWriteLock` 写锁	同上，独占获取

ReentrantLock 相比 synchronized 多出的能力

可中断获取 lockInterruptibly()：避免线程永久卡在锁上。
超时获取 tryLock(timeout)：可以做降级与快速失败。
公平选项：公平锁按队列顺序授予（吞吐更低，仅在必须避免饥饿时使用）。
多个条件队列 newCondition()：可按等待原因分组唤醒，避免 notifyAll 惊群。
可绑定策略：与 StampedLock 组合实现乐观读等模式。

使用骨架（必须记住的三条）

lock.lock();
try {
    // 临界区
} finally {
    lock.unlock();     // 必须在 finally，且与 lock 成对
}

加锁与解锁成对，中间不要出现 return 绕过 finally。
多把锁必须全局固定顺序，否则死锁。
Condition.await() 必须在持有锁时调用，并置于循环条件中。

读写锁与StampedLock

工具	特点	注意
`ReentrantReadWriteLock`	读读并行、读写互斥；支持锁降级（写→读）	不支持升级（读→写），会死锁；写饥饿风险
`StampedLock`	乐观读无需加锁，吞吐更高	不可重入；`tryOptimisticRead` 后必须 `validate`；中断处理需谨慎

读锁长期持有会阻塞写线程：读操作要短，或改用无锁快照（volatile 不可变集合引用整体替换）。

其他 AQS 家族成员

Semaphore：限流与并发度控制（许可数 = 允许同时在途的请求数）。
CountDownLatch：一次性门闩，等待 N 个事件完成。
CyclicBarrier：可重复使用的多方会合点（内部基于锁与条件）。
Phaser：分层可注册的栅栏，适合动态参与者。

常见误区

误区	修正
忘记 finally 解锁	统一模板或改用 `synchronized`
读写锁读线程长期持有	缩短读临界区或用不可变快照
尝试读锁升级为写锁	先释放读锁再取写锁
默认使用公平锁	公平性带来吞吐损失，只在有饥饿证据时启用
用 `CyclicBarrier` 做任务编排	编排交给线程池与 `CompletableFuture`

延伸阅读

Doug Lea《The java.util.concurrent Synchronizer Framework》（AQS 设计论文）
《Java 并发编程实战》第 13、14 章
OpenJDK AbstractQueuedSynchronizer 源码注释