Java 并发AQS为什么是双向链表

Java 并发AQS为什么是双向链表

AQS（AbstractQueuedSynchronizer）采用双向链表的设计是为了在高并发场景下实现更高效的线程管理和同步操作。以下是其主要原因和优势：

高效的节点插入与删除 双向链表的每个节点都包含指向前后节点的指针，这使得在任意位置插入或删除节点变得更加高效。例如，当线程中断时，AQS需要调用cancelAcquire()方法将中断的线程节点从队列中移除。通过双向链表，可以直接访问前后节点并更新指针，无需像单向链表那样从头遍历寻找前驱节点。

支持高效的前驱节点访问 在AQS中，线程在获取同步状态失败后会根据前驱节点的状态决定是否挂起。通过双向链表，可以直接访问当前节点的前驱节点，快速判断是否需要挂起线程。如果使用单向链表，则需要从头开始遍历，效率较低。

减少头部竞争 在高并发环境中，队列头部是频繁访问和修改的区域，例如释放同步状态或唤醒线程。AQS通过从尾部开始遍历执行一些非关键操作（如获取队列长度getQueueLength()），减少了对头部节点的竞争，从而提高了整体性能。

支持条件队列的高效操作 AQS支持条件变量，允许线程在特定条件满足之前挂起。条件队列需要能够在同步队列和条件队列之间移动节点。双向链表的设计使得这种节点迁移操作更加直接和高效。

线程判断更加快速 AQS提供了isQueued(Thread thread)方法，用于判断某线程是否在等待队列中。通过双向链表，可以从尾部向前遍历，快速找到目标线程，尤其是在公平锁场景下，新加入的线程通常位于队尾，从尾部开始遍历更高效。

挂起与唤醒的灵活性 在挂起线程之前，AQS需要检查前驱节点的状态以决定是否安全挂起。双向链表允许直接访问前驱节点的状态，避免了单向链表中从头遍历的开销。

综上，双向链表在AQS中提供了更高效的节点操作、减少了竞争冲突，并支持复杂的线程同步机制，使其成为AQS实现的最佳选择。

参考

AQS为什么采用双向链表?_aqs中的同步队列为啥需要哨兵而且是 …
https://blog.csdn.net/m0_49183244/article/details/140979315
AQS为什么采用双向链表?_aqs中的同步队列为啥需要哨兵而且是 …
https://blog.csdn.net/m0_49183244/article/details/140979315
AQS为什么采用双向链表-阿里云开发者社区
https://developer.aliyun.com/article/1625557