AQS底层原理及源码分析详解
⼀. AQS是什么
队列同步器AbstractQueuedSynchronizer(简称为AQS)，是⽤来构建锁或者其他同步组件的基础框架，通过内置的FIFO(先来先服务)队列来完成资源获取线程的排队⼯作。AQS是实现锁的关键，简单理解两者的关系就是：锁是⾯向使⽤者的；AQS⾯向的是锁的实现者，简化了锁的实现⽅式，屏蔽了同步状态管理，线程排队，等待唤醒底层操作的细节，对外放出模板⽅法供⼦类实现。
⼆. AQS底层原理
AQS内部⽤⼀个volatile修饰的int类型的成员变量state来控制同步状态。
state = 0：表⽰没有线程正在独占共享资源的锁。
state = 1：表⽰有线程正在共享资源的锁。星巴克英语
1. AQS类图（红⾊线是内部类）
AbstractOwnableSynchronizer：抽象类，定义了存储独占当前线程的属性和设置，获取当前线程的⽅法。
AbstractQueuenSynchronize：抽象类，AQS框架核⼼类，内部以虚拟队列的⽅式管理线程的锁获取与锁释放，其中获取锁（tryAcquire⽅法）和释放锁（tryRelea⽅法）并没有提供默认的实现，需要
⼦类重写⽅法的具体逻辑，⽬的是为了使开发⼈可以⾃定义获取锁和释放锁的⽅式。
Node：AbstractQueuenSynchronize的内部类，⽤于构建虚拟队列（双向链表），为每个进⼊同步队列的线程封装成Node对象加⼊队列，管理需要获取锁的线程。
Sync：抽象类，是ReentrantLock的内部类，继承了AbstractQueuenSynchronize，实现了tryRelea⽅法，并提供抽象⽅法lock，供⼦类实现
NonfairSync：Reentrantlock的内部类，继承Sync，⾮公平锁的实现类
FairSync：Reentrantlock的内部类，继承Sync，公平锁的实现类
Reentrantlock：实现了Lock接⼝，创建时默认为⾮公平锁。
2. AQS类详解
AQS虽说是⼀个抽象类，但是其内部没有⼀个⽅法是抽象⽅法，因为AQS只是基础的组件，作者并不希望使⽤者对其直接进⾏操作，更倾向于其作为基础组件，为其实现类提供基础的帮助。
AQS采⽤的是模板⽅法模式，其内部除了提供并发的操作核⼼⽅法以及同步队列的操作之外，还提供了⼀些模板⽅法让⼦类⾃⼰实现，如加锁解锁。
AQS作为基础的组件，封装的都是核⼼的并发操作，实际上还分为两种模式，共享模式和独占模式，如
Reentrantlock，ReentrantReadWriteLock（写锁部分）都是独占锁，ReentrantReadWriteLock（读锁部分）就是共享锁。
这两种模式的解锁和加锁逻辑都不⼀样，但是AQS只关注内部的公共⽅法的实现，不关⼼外部的具体实现，所以提供了模板⽅法给⼦类。查干湖旅游
要实现独占模式，则需要实现tryAcquire（加锁）和tryRelea（解锁），⽽实现共享模式则需要实现tryAcquireShared（加锁）和tryReleaShared（解锁），⽆论是共享模式还是独占模式，其底层实现都是同⼀个AQS，只是加锁和解锁逻辑不⼀样，所以，根据⾃⼰的需求⾃定义锁也就变得简单。
看看AQS提供的5个模板⽅法：
AQS的作⽤基本有了概念，那么AQS到底怎么⼯作的呢？
先来看看它的内部类：Node
有的属性基本看注释就能看懂啥意思，让我们看看waitStatus的5个常数的含义
CANCELLED：值为1，在同步队列中等待超时或被中断，需要从同步队列中取消该Node的节点，其节点的waitStatus为
CANCELLED，即结束状态，进⼊该状态后的节点将不会再变化。
SIGNAL：值为-1，被标识为该等待唤醒状态的后序结点，当其前序节点的线程释放了同步锁被取消，将会通知该节点的后序节点的线程执⾏。就是处于唤醒状态，只要前序节点释放锁，就会通知标识为SIGNAL状态的后序节点的线程执⾏。
CONDITION：值为-2，与Condition相关，该标识的节点处于等待队列中（后⾯会说）节点的线程等待在Condition上，当其他线程调⽤了Condition的signal()⽅法后，CONDITION状态的节点将从等待队列转移到同步队列中，等待获取同步锁。
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PROPAGATE：值为-3，与共享模式相关，在共享模式中，该状态标识节点的线程处于可运⾏状态。
0状态：值为0，代表初始状态
3. Condition（等待队列）
任何的⼀个对象，都有⼀组监视器⽅法（定义在Object上），主要包括wait，wait（long），notify，notifyAll⽅法，主要与synchronized同步关键字使⽤，可以实现等待通知的作⽤。同理，ConditionObject是AQS的内部类，因为Condition的操作需要先获取相关联的锁，所以在同步器的内部也合理。
等待队列是什么？
卢东生
等待队列是⼀个FIFO的队列，每个节点都包含⼀个线程的引⽤，该线程就是在Condition对象中等待的线程，如果线程调⽤了await⽅法，线程将会加⼊等待线程，释放锁，并进⼊等待状态。节点都是AQS的静态内部类Node。
4. AQS⼯作详解
下图就是AQS底层模型图：
当线程调⽤await⽅法（线程先进⼊队列，后释放锁）：
线程调⽤signal⽅法（移动到同步队列尾部，唤醒线程）：
5. 源码分析
先看AQS底层分装的核⼼⽅法唯唯连声的意思
为了⽅便理解，这边加⼊Reentrantlock⼦类实现代码
final void lock(){
//cas操作设置state的值，如果state为0，则说明当前共享资源没有线程占⽤，设置为1，成功后设置独占线程为当前线程。
if(compareAndSetState(0,1))
tExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
el
//如果state不为0，则说明有线程独占了，进⼊AQS核⼼⽅法，上图可见，随后进⼊tryAcquire⽅法
acquire(1);
}
沙漠探险//这是⼦类具体实现⽅法实现锁的逻辑，进⼊nonfairTryAcquire⽅法
protected final boolean tryAcquire(int acquires){
return nonfairTryAcquire(acquires);
}
//acquires = 1
final boolean nonfairTryAcquire(int acquires){
批量转pdf//获取当前线程
final Thread current = Thread.currentThread();
//获取state状态
int c =getState();
//如果状态为0，跟之前⼀样，则进⼊cas设置，并将独占线程设置为⾃⼰，返回true
if(c ==0){
if(compareAndSetState(0, acquires)){
tExclusiveOwnerThread(current);
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return true;
}
}
//如果state不为0，且当前线程为独占线程，进⾏+1，也就是重⼊锁的实现。
el if(current ==getExclusiveOwnerThread()){
int nextc = c + acquires;
if(nextc <0)// overflow
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
tState(nextc);
return true;
}
/
/如果都不满⾜，表⽰既有独占线程，当前线程⼜不是独占线程，则要进⼊同步队列，等待锁的释放。这⼀步完进⼊AQS核⼼代码也就是第⼀个图return fal;
}
