1 AQS概述
1.1 介绍
AQS的全称为（AbstractQueuedSynchronizer），这个类在java.util.concurrent.locks包下面：
AQS是一个用来构建锁和同步器的框架，使用AQS能构造出应用广泛的同步器，比如：Semaphore\CountDownLatch\ReentrantLock\ReentrantReadWriteLock\SynchronousQueue\FutureTask。我们也能利用AQS构造出符合我们自己需求的同步器。
1.2 基本原理
AQS通过内部实现的FIFO等待队列来完成资源获取线程的等待工作，如果当前线程获取资源失败，AQS则会将当前线程以及等待状态等信息构造成一个Node结构的节点，并将其加入等待队列中进行自旋，同时会阻塞当前线程；当其它获取到资源的线程释放持有的资源时，则会把等待队列节点（头节点的后继节点）中的线程唤醒，使其再次尝试获取对应资源。
2 AQS的学习链接
Java并发编程的艺术：P121-136/P189-199
3 AQS框架
3.1 基本架构图
CLH锁是一种基于链表的可扩展、高性能、公平的自旋锁，提供先来先服务的公平性。申请线程只在本地变量上自旋，它不断轮询前驱的状态，如果发现前驱释放了锁就结束自旋。
3.2 资源state
它维护了一个volatile int state（代表共享资源）和一个FIFO线程等待队列（多线程争用资源被阻塞时会进入此队列），state的访问方式有三种：
// 共享变量，使用volatile修饰保证线程可见性
private volatile int state;
// 返回同步状态的当前值
protected final int getState() {
return state;
}
// 设置同步状态的值
protected final void setState(int newState) {
state = newState;
}
// 原子地（CAS操作）将同步状态值设置为给定值update如果当前同步状态的值等于expect（期望值）
protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) {
return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update);
}
3.3 AQS定义两种资源共享方式
（1）Exclusive（独占）：只有一个线程能执行，如ReentrantLock。又可分为公平锁和非公平锁：
①公平锁：按照线程在队列中的排队顺序，先到者先拿到锁；
②非公平锁：当线程要获取锁时，无视队列顺序直接去抢锁，谁抢到就是谁的。
以ReentrantLock为例，state初始化为0，表示未锁定状态。A线程lock()时，会调用tryAcquire()独占该锁并将state+1。此后，其他线程再tryAcquire()时就会失败，直到A线程unlock()到state=0（即释放锁）为止，其它线程才有机会获取该锁。当然，释放锁之前，A线程自己是可以重复获取此锁的（state会累加），这就是可重入的概念。但要注意，获取多少次就要释放多么次，这样才能保证state是能回到零态的。
（2）Share（共享）：多个线程可同时执行，如Semaphore\CountDownLatch\CyclicBarrier\ReadWriteLock。
3.4 如何自定义同步器
（1）不同的自定义同步器争用共享资源的方式也不同。自定义同步器在实现时只需要实现共享资源state的获取与释放方式即可，至于具体线程等待队列的维护（如获取资源失败入队/唤醒出队等），AQS已经在顶层实现好了。自定义同步器实现时主要实现以下几种方法：
isHeldExclusively() // 该线程是否正在独占资源。只有用到condition才需要去实现它。
tryAcquire(int) // 独占方式。尝试获取资源，成功则返回true，失败则返回false。
tryRelease(int) // 独占方式。尝试释放资源，成功则返回true，失败则返回false。
tryAcquireShared(int) // 共享方式。尝试获取资源。负数表示失败；0表示成功，但没有剩余可用资源；正数表示成功，且有剩余资源。
tryReleaseShared(int) // 共享方式。尝试释放资源，成功则返回true，失败则返回false。
（2）一般来说，自定义同步器要么是独占方法，要么是共享方式，他们也只需实现tryAcquire-tryRelease、tryAcquireShared-tryReleaseShared中的一种即可。但AQS也支持自定义同步器同时实现独占和共享两种方式，如ReentrantReadWriteLock。
4 AQS源码详解
本节开始讲解AQS的源码实现。依照内部定义的Node类、acquire-release、acquireShared-releaseShared的次序来。
4.1 内部定义的Node类
（1）Node类构造函数
static final class Node {
//声明共享模式下的等待节点
static final Node SHARED = new Node();
//声明独占模式下的等待节点
static final Node EXCLUSIVE = null;
//waitStatus的一常量值，表示线程已取消
static final int CANCELLED = 1;
//waitStatus的一常量值，表示后继线程需要取消挂起
static final int SIGNAL = -1;
//waitStatus的一常量值，表示线程正在等待条件
static final int CONDITION = -2;
//waitStatus的一常量值，表示下一个acquireShared应无条件传播
static final int PROPAGATE = -3;
//waitStatus,其值只能为CANCELLED、SIGNAL、CONDITION、PROPAGATE或0
//初始值为0
volatile int waitStatus;
//前驱节点
volatile Node prev;
//后继节点
volatile Node next;
//当前节点的线程，在节点初始化时赋值，使用后为null
volatile Thread thread;
//下一个等待节点
Node nextWaiter;
Node() {
}
Node(Thread thread, Node mode) { // Used by addWaiter
this.nextWaiter = mode;
this.thread = thread;
}
Node(Thread thread, int waitStatus) { // Used by Condition
this.waitStatus = waitStatus;
this.thread = thread;
}
}
（2）AbstractQueuedSynchronizer的三个重要属性：
// 等待队列的头结点
private transient volatile Node head;
// 等待队列的尾节点
private transient volatile Node tail;
// 同步状态，这个很重要
private volatile int state;
（3）得到同步队列的基本结构：
4.2 acquire(int)独占方式同步状态获取流程
4.2.1 总调用流程
4.2.3
4.2.4
4.2.5
（1）unparkSuccessor()
用unpark()唤醒等待队列中最前边的那个未放弃线程，这里我们也用s来表示吧。此时，再和acquireQueued()联系起来，s被唤醒后，进入if (p == head && tryAcquire(arg))的判断（即使tryAcquire(arg)==false也没关系，它会再进入shouldParkAfterFailedAcquire()寻找一个安全点。这里既然s已经是等待队列中最前边的那个未放弃线程了，那么通过shouldParkAfterFailedAcquire()的调整，s也必然会跑到head的next结点，下一次自旋tryAcquire(arg)就为true啦），然后s把自己设置成head标杆结点，表示自己已经获取到资源了，acquire()也返回了。
（2）acquireQueued()
进入等待状态休息，直到其他线程彻底释放资源后唤醒自己，自己再拿到资源，然后就可以去干自己想干的事了。跟医院排队拿号有点相似，在等待队列中排队拿号（中间没其它事干可以休息），直到拿到号后再返回。
