AQS，在java.util.concurrent.locks包中，AbstractQueuedSynchronizer这个类是并发包中的核心，了解其他类之前，需要先弄清楚AQS。在JUC的很多类中都会存在一个内部类Sync，Sync都是继承自AbstractQueuedSynchronizer，相信不用说就能明白AQS有多重要。
AQS原理 AQS就是一个同步器，要做的事情就相当于一个锁，所以就会有两个动作：一个是获取，一个是释放。获取释放的时候该有一个东西来记住他是被用还是没被用，这个东西就是一个状态。如果锁被获取了，也就是被用了，还有很多其他的要来获取锁，总不能给全部拒绝了，这时候就需要他们排队，这里就需要一个队列。这大概就清楚了AQS的主要构成了：
state AQS用32位整形来表示同步状态。
1 private volatile int state;
在互斥锁中表示线程是否已经获取了锁，0未获取，1已经获取，大于1表示重入数。
AQS提供了getState(),setState(),compareAndSetState()来获取和修改state的值，这些操作需要atomic包的支持，采用CAS操作，保证其原子性和可见性。
AQS的CLH锁队列 CLH其实就是一个FIFO的队列，只不过稍微做了点改进。AQS中内部使用内部类Node来实现，是一个链表队列，原始CLH使用自旋锁，AQS的CLH则在每个node里使用一个状态字段来控制阻塞，不是自旋。直接看代码：
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共享锁和互斥锁 AQS的CLH队列锁中，每个节点代表着一个需要获取锁的线程，该node中有两个常量SHARED共享模式，EXCLUSIVE独占模式。
1 2 3 4 /** Marker to indicate a node is waiting in shared mode */ static final Node SHARED = new Node(); /** Marker to indicate a node is waiting in exclusive mode */ static final Node EXCLUSIVE = null;
共享模式允许多个线程可以获取同一个锁，独占模式则一个锁只能被一个线程持有，其他线程必须要等待。
AQS源码 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 //阻塞队列的队列头 private transient volatile Node head; //队列尾 private transient volatile Node tail; //同步状态，这就是上面提到的需要原子操作的状态 private volatile int state; //返回当前同步器的状态 protected final int getState() { return state; } //设置同步器的状态 protected final void setState(int newState) { state = newState; } //原子的设置当前同步器的状态 protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) { return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update); } // static final long spinForTimeoutThreshold = 1000L;
独占模式的获取 acquire，独占，忽略中断 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 //独占模式的获取方法，会忽略中断 //tryAcquire方法会被至少调用一次，由子类实现 //如果tryAcquire不能成功，当前线程就会进入队列排队 public final void acquire(int arg) { //首先调用tryAcquire尝试获取 //获取不成功，就使用acquireQueued使线程进入等待队列 if (!tryAcquire(arg) && acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)) selfInterrupt(); }
tryAcquire方法：
1 2 3 4 5 //由子类来实现 //尝试在独占模式下获取，会查询该对象的状态是否允许在独占模式下获取 protected boolean tryAcquire(int arg) { throw new UnsupportedOperationException(); }
使用指定的模式创建一个节点，添加到AQS链表队列中：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 private Node addWaiter(Node mode) { //当前线程，指定的mode，共享或者独占 Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode); //先尝试使用直接添加进队列 Node pred = tail; if (pred != null) { node.prev = pred; if (compareAndSetTail(pred, node)) { pred.next = node; return node; } } //使用添加节点的方法 enq(node); return node; }
向队列中插入节点：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 //会插入节点到对列中 private Node enq(final Node node) { for (;;) { //尾节点 Node t = tail; //需要实例化一个队列 if (t == null) { // Must initialize //使用cas创建头节点 if (compareAndSetHead(new Node())) tail = head; } else { node.prev = t; if (compareAndSetTail(t, node)) { t.next = node; return t; } } } }
tryAcquire没有获取到，就会先使用addWaiter添加进队列，然后使用acquireQueued从队列获取，如果这时候获取成功，则替换当前节点为队列头，然后返回：
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设置头节点，只能被获取方法调用：
1 2 3 4 5 private void setHead(Node node) { head = node; node.thread = null; node.prev = null; }
shouldParkAfterFailedAcquire方法，查看是否应该被park：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) { //前驱节点中保存的等待状态 int ws = pred.waitStatus; //等待状态是signal，也就是当前节点在等着被唤醒 //此时当前节点应该park if (ws == Node.SIGNAL) return true; //等待状态大于0表示前驱节点已经取消 //会向前找到一个非取消状态的节点 if (ws > 0) { do { node.prev = pred = pred.prev; } while (pred.waitStatus > 0); pred.next = node; } else { //将前驱节点的waitStatus设置为signal，表示当前需要被park compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL); } return false; }
看下parkAndCheckInterrupt方法：
1 2 3 4 5 6 //挂起当前线程，并返回当前中断状态 private final boolean parkAndCheckInterrupt() { //挂起当前线程 LockSupport.park(this); return Thread.interrupted(); }
cancelAcquire取消当前节点：
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acquireInterruptibly 独占，可中断 跟独占忽略中断类似，不再解释。
tryAcquireNanos，独占，可超时，可中断 跟上面类似，但是在doAcquireNanos中会获取当前时间，并获取LockSupport.parkNanos之后的时间在做超时时间的重新计算，到了超时时间，就返回false。
独占模式的释放 release，独占，忽略中断 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 public final boolean release(int arg) { //尝试释放，修改状态 if (tryRelease(arg)) { //成功释放 //head代表初始化的节点，或者是当前占有锁的节点 //需要unpark后继节点 Node h = head; if (h != null && h.waitStatus != 0) unparkSuccessor(h); return true; } return false; }
unparkSuccessor：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 private void unparkSuccessor(Node node) { //头节点中保存的waitStatus int ws = node.waitStatus; //重置头节点状态为0 if (ws < 0) compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0); //后继节点 Node s = node.next; //后继节点为null或者已经取消 if (s == null || s.waitStatus > 0) { s = null; //从最后往前找有效的节点 for (Node t = tail; t != null && t != node; t = t.prev) if (t.waitStatus <= 0) s = t; } //unpark if (s != null) LockSupport.unpark(s.thread); }
共享模式的获取 acquireShared，共享，忽略中断 acquireSharedInterruptibly，共享，可中断 tryAcquireSharedNanos，共享，可设置超时，可中断 共享模式的释放 releaseShared 共享模式的和独占模式基本差不多，和独占式的acquireQueued方法区别就是在获取成功的节点后会继续unpark后继节点，将共享状态向后传播。
LockSupport 用来创建锁和其他同步类的基本线程阻塞原语。每个使用LockSupport的线程都会与一个许可关联，如果该许可可用并且可在进程中使用，则调用park()将会立即返回，否则可能阻塞。如果许可不可用，可调用unpark使其可用。
许可不可重入，只能调用一次park()方法，否则会一直阻塞。
park()和unpark()作用分别是阻塞线程和解除阻塞线程，且park和unpark不会遇到suspend和resume可能引发的死锁问题。
park，如果许可可用，使用该许可，并且该调用立即返回；否则为线程调度禁用当前线程，并在发生以下三种情况之一之前，使其处于休眠状态：
* 其他某个线程将当前线程作为目标调用unpark
* 其他某个线程中断当前线程
* 该调用不合逻辑的返回
unpark，如果给定的线程尚不可用，则使其可用。如果线程在park上受阻塞，则它将解除其阻塞状态。否则，保证下一次调用park不受阻塞。如果给定线程尚未启动，则无法保证此操作有任何效果。
