AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是 Java 并发包（JUC）的基石。你提到的 waitStatus 状态变更和双向 FIFO 队列的维护，正是 AQS 实现线程阻塞与唤醒的核心机制。

简单来说，AQS 使用一个 int 类型的 state 变量来表示同步状态（锁），并使用一个 **FIFO 的双向链表（CLH 队列）**来管理获取锁失败的线程。

为了回答你的问题，我将从 Node 节点状态（waitStatus） 的流转和 双向队列的维护 两个维度来拆解。

1. 核心组件：Node 与 waitStatus

当线程获取锁失败时，AQS 会将该线程封装成一个 Node 节点加入队列。每个 Node 中有一个 waitStatus 变量，用来告诉其他线程：“我现在的状态是什么，你接下来该怎么处理我”。

waitStatus 主要有以下 5 种状态：

状态值	常量	含义
-1	SIGNAL	（核心） 当前节点的后继节点（下一个节点）已经被挂起，或者即将被挂起。当前节点在释放锁或取消时，必须唤醒其后继节点。
1	CANCELLED	当前线程已被取消（通常是超时或响应中断）。一旦进入此状态，节点状态将不再改变。
-2	CONDITION	该节点处于 Condition 条件队列中（等待条件变量，如 condition.await()）。当其他线程调用 signal() 时，该节点会被转移到同步队列中。
-3	PROPAGATE	仅在共享模式（Shared）下使用。表示共享状态的获取应当无条件地传播下去（即唤醒后续的共享节点）。
0	INITIAL	默认状态，新节点入队时的初始值。

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2. 独占锁（Exclusive）模式下的状态流转与队列维护

在独占模式下（如 ReentrantLock），只有一个线程能持有锁。队列的维护主要发生在入队和出队两个时刻。

A. 获取锁失败：入队与状态修改

1. 尝试获取： 线程尝试通过 tryAcquire 获取锁。
2. 入队： 失败后，线程会被封装成 Node，通过 尾插法（CAS 自旋） 加入到同步队列的尾部。
3. 设置前驱状态（关键）：
   • 新节点入队后，会检查其前驱节点的状态。
   • 正常情况下，新节点会使用 CAS 操作将前驱节点的 waitStatus 修改为 SIGNAL (-1)。
   • 含义： “老兄，我（后继）现在要睡觉了（park），你（前驱）释放锁的时候记得叫醒我。”

B. 释放锁：唤醒与出队

1. 释放： 持有锁的线程调用 unlock，执行 tryRelease。
2. 唤醒后继： 释放成功后，会检查头节点（当前持有锁的节点，现在即将释放）的 waitStatus。
3. 状态判断： 如果头节点的 waitStatus 是 SIGNAL，说明有后继节点在等待。此时会调用 unparkSuccessor 唤醒后继节点，并将头节点的 waitStatus 置回 0（或者在设置新头时处理）。
4. 出队： 唤醒的线程（后继节点）会尝试获取锁。获取成功后，它会将自己设置为新的头节点（head 指针指向它），原头节点失去引用，被 GC 回收。

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3. 共享锁（Shared）模式下的状态流转

在共享模式下（如 Semaphore、CountDownLatch），多个线程可以同时持有锁。

A. 状态的特殊性：PROPAGATE

共享模式比独占模式多了一个 PROPAGATE (-3) 状态。

• 当一个节点处于共享模式且需要唤醒后继节点时，它不仅要唤醒直接后继，还需要确保唤醒动作能传播下去（因为可能有多个线程都能获取共享资源）。
• 在 doReleaseShared 方法中，如果发现节点状态是 0，会尝试将其设置为 PROPAGATE，以确保唤醒信号能持续传递，防止唤醒丢失。

B. 队列维护逻辑

1. 获取： 线程调用 acquireShared。如果 tryAcquireShared 返回值 >= 0，说明获取成功。
2. 唤醒传播： 如果获取成功且是共享模式，当前节点会唤醒后继节点。
3. 后继处理： 后继节点被唤醒后，也会尝试获取共享资源。如果获取成功，它也会继续唤醒它的后继，直到资源被耗尽（例如 Semaphore 的许可用完）。

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4. 特殊情况：Condition 条件队列

你提到的 waitStatus 还有一个状态是 CONDITION (-2)，这涉及到了条件变量。

• 当线程调用 Condition.await() 时，它会释放锁，并将自己封装成节点放入 Condition 内部维护的单向链表（条件队列） 中，此时节点状态为 CONDITION。
• 当其他线程调用 Condition.signal() 时，该节点会被从条件队列转移到同步队列的尾部。
• 转移后，节点的状态会从 CONDITION 变为 0（等待获取锁）。

总结

AQS 维护双向 FIFO 队列和改变状态的逻辑可以概括为以下几点：

1. 入队（尾插法）： 使用 CAS 确保线程安全地将节点添加到队列尾部。
2. 状态依赖（SIGNAL）： 线程在阻塞（park）前，必须确保其前驱节点的状态为 SIGNAL，以此建立“唤醒契约”。
3. 出队（头指针移动）： 只有头节点（head）是持有锁的线程。释放锁后，该节点会唤醒后继，并将 head 指针指向后继节点，完成出队。
4. 共享传播（PROPAGATE）： 共享模式下利用 PROPAGATE 状态确保唤醒信号能传递给所有可以获取资源的节点。

这种设计非常精妙：双向链表方便通过 prev 指针进行取消操作（如中断或超时），而 next 指针则用于快速唤醒后继节点。