• AbstractQueuedSynchronizer即抽象隊列同步器，AQS定義了一套多線程訪問共享資源的同步器框架，許多同步類實現(xiàn)都依賴于它，如常用的ReentrantLock/Semaphore/CountDownLatch。

• 它維護了一個volatile int state（代表共享資源）和一個FIFO雙端隊列（多線程爭用阻塞時線程進入此隊列尾部，隊列頭節(jié)點是成功獲取鎖的線程，當頭節(jié)點釋放鎖時，會喚醒后面節(jié)點并釋放當前頭節(jié)點的引用）。

• AQS定義兩種資源共享方式：Exclusive（獨占，只有一個線程能執(zhí)行，如ReentrantLock）和Share（共享，多個線程可同時執(zhí)行，如Semaphore/CountDownLatch）。

• 不同自定義同步器爭用共享資源的方式也不同。自定義同步器在實現(xiàn)時只需要實現(xiàn)共享資源state的獲取與釋放方式即可，至于具體線程等待隊列的維護（如獲取資源失敗入隊/喚醒出隊等），AQS已經在頂層實現(xiàn)好了。

獨占鎖的獲取流程

• （1）調用入口方法acquire(arg)

• （2）調用模版方法tryAcquire(arg)嘗試獲取鎖，若成功則返回，若失敗則走下一步

• （3）將當前線程構造成一個Node節(jié)點，并利用CAS將其加入到同步隊列尾部，然后該節(jié)點對應線程進入自旋狀態(tài)

• （4）自旋時首先判斷其前驅節(jié)點釋放為頭節(jié)點&是否成功獲取同步狀態(tài)，兩個條件都成立，則將當前線程的節(jié)點設置為頭節(jié)點，如果不是，則利用LockSupport.park(this)將當前線程掛起 ,等待被前驅節(jié)點喚醒

獨占鎖的釋放流程

• （1）調用入口方法release(arg)

• （2）調用模版方法tryRelease(arg)釋放同步狀態(tài)

• （3）獲取同步隊列中當前節(jié)點的下一節(jié)點

• （4）利用LockSupport.unpark(currentNode.next.thread)喚醒后繼節(jié)點

共享鎖的獲取流程

• （1）調用acquireShared(arg)入口方法

• （2）進入tryAcquireShared(arg)方法獲取同步狀態(tài)，如果返回值>=0，說明同步狀態(tài)(state)有剩余，獲取鎖成功直接返回
  如果返回值<0，說明獲取同步狀態(tài)失敗，向隊列尾部添加一個共享類型的Node節(jié)點，隨即該節(jié)點進入自旋狀態(tài)

• （3）自旋時，首先檢查前驅節(jié)點釋放為頭節(jié)點&tryAcquireShared()是否>=0(即成功獲取同步狀態(tài))。如果是則說明當前節(jié)點可執(zhí)行，把當前節(jié)點設置為頭節(jié)點并喚醒所有后繼節(jié)點；如果否，則利用LockSupport.unpark(this)掛起當前線程，等待被前驅節(jié)點喚醒

共享鎖的釋放流程

• （1）調用releaseShared(arg)方法釋放同步狀態(tài)

• （2）如果釋放成功，則遍歷整個隊列，利用LockSupport.unpark(nextNode.thread)喚醒所有后繼節(jié)點

重入鎖

• 重入鎖指是當前線成功獲取鎖后，如果再次訪問該臨界區(qū)則不會對自己產生互斥行為。ReentrantLock和synchronized都是可重入鎖，synchronized由jvm實現(xiàn)可重入，ReentrantLock基于AQS實現(xiàn)可重入。

• ReentrantLock可重入的原理是判斷上次獲取鎖的線程是否為當前線程，如果是則可再次進入臨界區(qū)，如果不是則阻塞。

非公平鎖與公平鎖

• 非公平鎖是指當鎖狀態(tài)為可用時，不管在當前鎖上是否有其他線程在等待，新近線程都有機會搶占鎖。

• 公平鎖是指當多個線程嘗試獲取鎖時，成功獲取鎖的順序與請求獲取鎖的順序相同。

• AQS實現(xiàn)中兩者區(qū)別在于是否判斷當前節(jié)點存在前驅節(jié)點!hasQueuedPredecessors() &&，如果當前線程獲取鎖失敗就會被加入到AQS同步隊列，那么如果同步隊列中的節(jié)點存在前驅節(jié)點，也就表明存在線程比當前節(jié)點線程更早獲取鎖，只有等待前面線程釋放鎖后才能獲取鎖。

讀寫鎖
基于AQS的讀寫鎖實現(xiàn)ReentrantReadWriteLock，該讀寫鎖實現(xiàn)原理是：將同步變量state按照高16位和低16位拆分，高16位表示讀鎖，低16位表示寫鎖。

寫鎖的獲取

• （1）獲取同步狀態(tài)，從中分離出低16位的寫鎖狀態(tài)

• （2）如果同步狀態(tài)不為0，說明存在讀鎖或寫鎖

• （3）如果存在讀鎖（c ！=0 && w == 0），則不能獲取寫鎖（保證寫對讀的可見性）

• （4）如果當前線程不是上次獲取寫鎖的線程，則不能獲取寫鎖（寫鎖為獨占鎖）

• （5）如果以上判斷均通過，則在低16位同步狀態(tài)上利用CAS進行修改（增加寫鎖同步狀態(tài)，實現(xiàn)可重入）

• （6）將當前線程設置為寫鎖的獲取線程
  寫鎖的釋放與獨占鎖類似，不斷減少讀鎖同步狀態(tài)，同步狀態(tài)為0時，寫鎖完全釋放

讀鎖（共享鎖）的獲取

• （1）獲取當前同步狀態(tài)

• （2）計算高16為讀鎖狀態(tài) 1后的值

• （3）如果大于能夠獲取到的讀鎖的最大值，則拋出異常

• （4）如果存在寫鎖并且當前線程不是寫鎖的獲取者，則獲取讀鎖失敗

• （5）如果上述判斷都通過，則利用CAS重新設置讀鎖的同步狀態(tài)