硬核剖析Java锁底层AQS源码，深入理解底层架构设计
作者：互联网
们常见的并发锁ReentrantLock、CountDownLatch、Semaphore、CyclicBarrier都是基于AQS实现的，所以说不懂AQS实现原理的，就不能说了解Java锁。
上篇文章讲了AQS的加锁流程，这篇文章再一块看一下AQS具体源码实现。
先回顾一下AQS的加锁流程
1. AQS加锁流程
AQS的加锁流程并不复杂，只要理解了同步队列和条件队列，以及它们之间的数据流转，就算彻底理解了AQS。
- 当多个线程竞争AQS锁时，如果有个线程获取到锁，就把ower线程设置为自己
- 没有竞争到锁的线程，在同步队列中阻塞（同步队列采用双向链表，尾插法）。
- 持有锁的线程调用await方法，释放锁，追加到条件队列的末尾（条件队列采用单链表，尾插法）。
- 持有锁的线程调用signal方法，唤醒条件队列的头节点，并转移到同步队列的末尾。
- 同步队列的头节点优先获取到锁
了解AQS加锁流程之后，再去看源码就容易理解了。
2. AQS的数据结构
// 继承自AbstractOwnableSynchronizer，为了记录哪个线程占用锁
public abstract class AbstractQueuedSynchronizer extends AbstractOwnableSynchronizer {
// 同步状态，0表示无锁，每次加锁+1，释放锁-1
private volatile int state;
// 同步队列的头尾节点
private transient volatile Node head;
private transient volatile Node tail;
// Node节点，用来包装线程，放到队列中
static final class Node {
// 节点中的线程
volatile Thread thread;
// 节点状态
volatile int waitStatus;
// 同步队列的前驱节点和后继节点
volatile Node prev;
volatile Node next;
// 条件队列的后继节点
Node nextWaiter;
}
// 条件队列
public class ConditionObject implements Condition {
// 条件队列的头尾节点
private transient Node firstWaiter;
private transient Node lastWaiter;
}
}
首先AQS继承自AbstractOwnableSynchronizer，其实是为了记录哪个线程正在占用锁。
public abstract class AbstractOwnableSynchronizer {
private transient Thread exclusiveOwnerThread;
// 设置占用锁的线程
protected final void setExclusiveOwnerThread(Thread thread) {
exclusiveOwnerThread = thread;
}
protected final Thread getExclusiveOwnerThread() {
return exclusiveOwnerThread;
}
}
无论是同步队列还是条件队列中线程都需要包装成Node节点。
虽然同步队列和条件队列都是由Node节点组成的，但是同步队列中是使用prev和next组成双向链表，nextWaiter只用来表示是共享模式还是排他模式。
条件队列没有使用到Node中prev和next属性，而是使用nextWaiter组成单链表。
这个复用对象的设计思想值得我们学习。
同步队列head节点是个哑节点，里面并没有存储线程对象。当然head节点也可以看成是给当前持有锁的线程使用的。
Node节点的状态（waitStatus）共有5种：
- 1 cancelled：表示线程已经被取消
- 0 初始化：Node节点的默认值
- -1 signal: 表示节点线程在释放锁后要唤醒同步队列中的下一个节点线程
- -2 condition: 当前节点在条件队列中
- -3 propagate: 释放共享资源的时候会向后传播释放其他共享节点(用于共享模式)
3. AQS方法概览
AQS支持独占和共享两种访问资源的模式（独占模式又叫排他模式）。
独占模式的方法：
// 加锁
acquire();
// 加可中断的锁
acquireInterruptibly();
// 一段时间内，加锁不成功，就不加了
tryAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout);
// 释放锁
release();
共享模式的方法：
// 加锁
acquireShared();
// 加可中断的锁
acquireSharedInterruptibly();
// 一段时间内，加锁不成功，就不加了
tryAcquireSharedNanos(int arg, long nanosTimeout);
// 释放锁
releaseShared();
独占模式和共享模式的方法并没有实现具体的加锁、释放锁逻辑，AQS中只是定义了加锁、释放锁的抽象方法。