AQS 入门

一 AQS简介

路径：java.util.concurrent.locks.AbstractOwnableSynchronizer。

定义：AQS提供了一种 通过维护一个volatile修饰 int类型 state 和 一个FIFO等待队列（双向链表实现）来实现锁功能 的同步器的框架。

描述：队列同步器AQS，抽象类，是用来构建 和synchronized类似效果的锁（或称同步组件）的基础框架，主要使用方法就是继承它，然后实现抽象方法来维护state ，如 ReentrantLock（内部类继承的）就是基于AQS实现的。

二 核心

核心方法：同步器提供acquire（）和release（）两个方法，见名知意，一个方法时获取同步状态，一个是释放，所以这个关键就是操作state。

public final void acquire(int arg) {
        if (!tryAcquire(arg) &&
            acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
            selfInterrupt();
    }

public final boolean release(int arg) {
        if (tryRelease(arg)) {//同步状态释放成功
            Node h = head;
            if (h != null && h.waitStatus != 0)
                //直接释放头节点
                unparkSuccessor(h);
            return true;
        }
        return false;
    }

主要实现方法：tryAcquire（int arg） 和 tryRelease(int arg)也就是上面的acquire和release中调用的，这里的我们需要完成具体实现。tryAcquire（int arg）就是去获取state，改变他的值，tryRelease(int arg)这里就是释放state。

AQS类结构：

主要成员　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图1

1： state，这是线程之间争夺的资源，也可以称同步状态，改变他的值意味着获取或者释放锁。

提供3个CAS操作来操作这个同步状态

• getState()
• setState()
• compareAndSetState()

2：Node head 和Node tail  指向头结点和尾结点，用来操作双向链表的。

3：内部类Node，双向链表的节点，双向链表实现其实就是Node 里面设置两个 Node的引用

static final class Node {
　　Node next；　　下一个节点
　　Node pre；　　　前一个节点　
　　Thread thread;　　当前线程
　　int waitState;　　 当前node节点的状态，和上面说的同步状态state无关。
　　Node nextWaiter；后面说道
}

4:内部类ConditionObject，用来操作同步期的等待队列的，就相当于synchronized的等待队列，用的是Object的wait（）和notify（），而aqs用的则是ConditionObject对象。

三：整合

1：首先调用的线程A会去执行acquire（）这个方法，如果tryAcquire()能够获取state（cas改变值），意味着获取到了锁，那么就可以直接执行A的代码了。

如果失败，会创建一个Node，把当前线程A set其中，链在 tail  尾结点上。接着就是一段自旋去尝试获取锁，直到当前node的pre前一个节点的waitState是指定状态（-1），线程a会被park（）这个挂起线程的。这样就不会一直自旋了，解除挂起要么a被中断了，要么前面的节点会release了，会有一个唤醒后面节点的操作unpark。我这里描述的很简单，其实很复杂，要去看源码，参考其他https://www.cnblogs.com/iou123lg/p/9464385.html

public final void acquire(int arg) {
        if (!tryAcquire(arg) &&
            acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
            selfInterrupt();
    }

2：一个aqs对象 对应着一个同步队列和多个等待队列，同步队列就是上面说的head和tail组成的，用来存放操作同步状态的 双向链表；而这里我要强调的是等待队列，它是依靠的是ConditionObject这个内部类

public class ConditionObject implements Condition
    /** First node of condition queue. */
    private transient Node firstWaiter;
    /** Last node of condition queue. */
    private transient Node lastWaiter;

这里可以看到继承上面的Node的，也就是也有一个nextWaiter字段，等待队列是一个单循环链表firstWaiter和lastWaiter指向头尾，nextWaiter指向下一个，结构就是如此。

等待队列的节点产生，一个aqs对象能 new 出多个Condition对象，也就意味着能够 有多个等待队列，每个Condition都对应一个等待队列

例如 condition1=new Condition(),当condition1.await()

Node node = addConditionWaiter();
int savedState = fullyRelease(node);
int interruptMode = 0;
while (!isOnSyncQueue(node)) {
    LockSupport.park(this);
    if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0)
        break;
}

首先会根据当前线程创建一个Node节点放到condition1的链表中，让lastWaiter和firstWaiter都指向她。

然后会去释放资源，释放state，做一个减少操作。这里释放资源，意味着同步队列中的头结点要去掉，并且唤醒后面的节点。

接着 就是一段自循环，判断条件是判断同步队列中是否有这个node，如果没有，则挂起当前线程。如果有则重新去争夺state.正常来说这个新增在等待队列的node是不出现在同步队列中的，所以会挂起，除非调用了signal（）方法，相当于Object的notify（）

signal（）

这个方法会去将condition1的等待队列中的firstWaiter 拿出来（也就是删除掉），然后把他再加入同步队列中，也就是从等待队列的头移到了同步队列的尾。

借鉴：

https://www.cnblogs.com/iou123lg/p/9464385.html

https://www.jianshu.com/p/da9d051dcc3d