1.AQS是什么
2.能干什么
3.AQS为什么是JUC内容中最重要的基石
4.AQS内部体系架构
5.从我们的ReentrantLock开始解读AQS
6.总结
1.AQS是什么
AQS————全称AbstractQueuedSynchronizer，抽象队列同步器。
我们可以看一下源码中的解释：
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意思就是说，它是用来构建锁或者其它同步器组件的重量级基础框架及整个JUC的基石，通过内置的FIFO队列来完成资源获取线程的排队工作，并通过一个int类变量表示持有锁的状态。
简而言之
1)这是一个基石框架（模板方法设计模式）
2)就是将获取资源的线程排了个队，让它有序获取资源。
2.能干什么
假设我们在使用ReentrantLock的时候，必然会有线程阻塞，有线程阻塞那就必须排队，就得需要队列。
抢占资源失败的线程继续去等待，但是等候线程任然保留获取锁的可能且获取锁的流程还在继续。
这就是AQS，题我们实现了构建锁和队列，以及让线程有序获取资源。
3.AQS为什么是JUC内容中最重要的基石
我们先来看看实现AQS的类具体有哪些：
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有ReentrantLock，CountDownLatch，ReentrantReadWriteLock，Semaphore等等。
此时我们要理清一个关系：
锁：面向的都是锁的使用者，定义了程序员和锁交互的应用层api，隐藏了实现细节，开发者调用即可。
同步器：面向锁的实现者，比如并发大神DougLee,提出一套规范，并简化了锁的实现，屏蔽了同步状态的管理，阻塞线程排队和通知，唤醒机制等等。
4.AQS内部体系架构
让我们点到源码里面看一下：
【JAVA并发编程——AbstractQueuedSynchronizer之AQS概念和源码阅读】我们搜一下下面这个变量
/**
* The synchronization state.
*/
private volatile int state;
AQS就是使用上面这一个volatile的int类型的变量来表示被占用的锁的同步状态
再搜一下下面这个变量：
static final class Node {//还有一些变量没有放出来，重点解释这几个volatile Node prev;
volatile Node next;
volatile Thread thread;
//....}AQS使用这个链表的FIFO对垒来完成资源获取的排队工作，将每条要去抢占的线程封装成一个Node节点来实现锁的分配，通过CAS完成对state值的修改。
也就是说，我们通过队列（管理需要排队的线程）+state变量（管理公共资源类）实现了AQS的基本结构。
我们再来看一下Node内部：
volatile int waitStatus;
Node通过waitState的成员变量来阻塞或者唤醒队列中的线程，waitStatus的状态如图所示，不过也可以看源码注释
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最后吗，我们用一张图来展示，AQS的基本结构
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5.从我们的ReentrantLock开始解读AQS
我们从ReentrantLock作为一个突破点，来阅读一下AQS的源码。
ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
try {
TimeUnit.MINUTES.sleep(60);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}我们点击lock，可以看出,lock底层是调用了一个sync变量的一个lock方法
public void lock() {
sync.lock();
}而sync：
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
//......
}可以看出：
Lock接口的实现类，基本就是通过聚合了一个队列同步器的子类完成线程的访问控制的。
我们继续往lock里面点，会发现有一个公平锁和一个非公平锁：
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然后我们继续往里点击，查看抢占锁的acquire方法，会发现会有图上的区别
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非公平锁抢占资源的时候，不需要判定队列前面是否还有排队线程。
公平锁抢占资源的时候，需要判定度列前是否有排队线程。
那么其实，我们只需要看懂非公平锁的源码，其实也就看懂了公平锁的源码。
我们先梳理一下获取锁的整体流程：
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我们从NonfairSync的lock方法开始看：
static final class NonfairSync extends Sync {
private static final long serialVersionUID = 7316153563782823691L;
/**
* Performs lock.Try immediate barge, backing up to normal
* acquire on failure.
*/
final void lock() {
//当前线程尝试着将锁资源的状态从0变为1
//如果成功
//将资源占用的线程设置为本线程
if (compareAndSetState(0, 1))
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
else
//如果失败
//走acquire方法
acquire(1);
}protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
return nonfairTryAcquire(acquires);
}
}继续查看acquire(1)方法
public final void acquire(int arg) {
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();
}tryAcquire:
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
//点击这个方法来到下面这个方法
return nonfairTryAcquire(acquires);
}final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
//先获得当前线程
final Thread current = Thread.currentThread();
int c = getState();
//如果当前锁的状态为0（未被占用状态）
if (c == 0) {
//尝试使用cas去占用
if (compareAndSetState(0, acquires)) {
//设置占用该资源的线程为本线程
setExclusiveOwnerThread(current);
return true;
}
}
//如果当前锁的状态不为0，但是占用该锁的线程是本线程
else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
//相当于可重入锁了，然后状态标志位+1
int nextc = c + acquires;
if (nextc < 0) // overflow
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
setState(nextc);
return true;
}
return false;
}addWaiter：
private Node addWaiter(Node mode) {
//将当前线程设置为一个Node
Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
// Try the fast path of enq;
backup to full enq on failure
//如果尾节点不为空
Node pred = tail;
if (pred != null) {
//将本线程的上一个节点设置为尾节点
node.prev = pred;
//使用cas交换尾节点
if (compareAndSetTail(pred, node)) {
pred.next = node;
return node;
}
}
//如果尾节点为空，则初始化
enq(node);
return node;
}private Node enq(final Node node) {
//死循环
for (;
;
) {
Node t = tail;
//如果尾节点是空，则创建一个傀儡节点
if (t == null) { // Must initialize
if (compareAndSetHead(new Node()))
tail = head;
} else {
//如果尾节点不为空，则交换尾节点并返回，跳出循环
node.prev = t;
if (compareAndSetTail(t, node)) {
t.next = node;
return t;
}
}
}
}
acquireQueued:
final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
boolean failed = true;
try {
boolean interrupted = false;
for (;
;
) {
final Node p = node.predecessor();
//如果node的前一个节点是头节点（队列前再无其它节点），且抢锁成功
if (p == head && tryAcquire(arg)) {
//设置当前的节点为头结点
setHead(node);
//原来的头结点的下一个节点置空，帮助GC
p.next = null;
// help GC
failed = false;
return interrupted;
}
//如果node 的前一个节点不是投节点
//更改当前节点的运行状态
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
//暂停该线程
parkAndCheckInterrupt())
interrupted = true;
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}selfInterrupt:
返回该线程的中断状态
static void selfInterrupt() {
Thread.currentThread().interrupt();
}再来看看unlock方法：
public final boolean release(int arg) {
//尝试释放锁，如果锁的状态是0，则成功释放
if (tryRelease(arg)) {
Node h = head;
if (h != null && h.waitStatus != 0)
//唤醒头结点
unparkSuccessor(h);
return true;
}
return false;
}6.总结
今天我们了解了AQS概念和源码阅读，AQS作为整个JUC的基石框架，是非常重要的。
