Java并发之AQS详解
AQS是AbstractQueuedSynchronizer的简称。AQS提供了一种实现阻塞锁和一系列依赖FIFO等待队列的同步器的框架。AQS为一系列同步器依赖于一个单独的原子变量（state）的同步器提供了一个非常有用的基础。子类们必须定义改变state变量的protected方法，这些方法定义了state是如何被获取或释放的。鉴于此，本类中的其他方法执行所有的排队和阻塞机制。子类也可以维护其他的state变量，但是为了保证同步，必须原子地操作这些变量。
介绍下FIFO的等待队列，这是一个双向队列，主要作用是用来存放在锁上阻塞的线程，当一个线程尝试获取锁时，如果已经被占用，那么当前线程就会被构造成一个Node节点加入到同步队列的尾部，队列的头节点是成功获取锁的节点，当头节点线程释放锁时，会唤醒后面的节点并释放当前头节点的引用。
如图：
独占锁的获取和释放流程
获取锁
1、调用入口方法acquire(arg) 2、调用模版方法tryAcquire(arg)尝试获取锁，若成功则返回，若失败则走下一步 3、将当前线程构造成一个Node节点，并利用CAS将其加入到同步队列到尾部，然后该节点对应到线程进入自旋状态 4、自旋时，首先判断其前驱节点释放为头节点&是否成功获取同步状态，两个条件都成立，则将当前线程的节点设置为头节点，如果不是，则利用LockSupport.park(this)将当前线程挂起 ,等待被前驱节点唤醒
释放锁
1、调用入口方法release(arg)
2、调用模版方法tryRelease(arg)释放同步状态
3、获取当前节点的下一个节点
4、利用LockSupport.unpark(currentNode.next.thread)唤醒后继节点（接获取的第四步）
共享锁的获取和释放流程
获取锁
1、调用acquireShared(arg)入口方法
2、进入tryAcquireShared(arg)模版方法获取同步状态，如果返返回值>=0，则说明同步状态(state)有剩余，获取锁成功直接返回
3、如果tryAcquireShared(arg)返回值<0，说明获取同步状态失败，向队列尾部添加一个共享类型的Node节点，随即该节点进入自旋状态
4、自旋时，首先检查前驱节点释放为头节点&tryAcquireShared()是否>=0(即成功获取同步状态)
5、如果是，则说明当前节点可执行，同时把当前节点设置为头节点，并且唤醒所有后继节点
6、如果否，则利用LockSupport.unpark(this)挂起当前线程，等待被前驱节点唤醒
释放锁
1、调用releaseShared(arg)模版方法释放同步状态
2、如果释放成，则遍历整个队列，利用LockSupport.unpark(nextNode.thread)唤醒所有后继节点
独占锁和共享锁在实现上的区别
独占锁的同步状态值为1，即同一时刻只能有一个线程成功获取同步状态
共享锁的同步状态>1，取值由上层同步组件确定
独占锁队列中头节点运行完成后释放它的直接后继节点
共享锁队列中头节点运行完成后释放它后面的所有节点
共享锁中会出现多个线程（即同步队列中的节点）同时成功获取同步状态的情况
重入锁
重入锁指的是当前线成功获取锁后，如果再次访问该临界区，则不会对自己产生互斥行为。Java中对ReentrantLock和synchronized都是可重入锁，synchronized由jvm实现可重入即使，ReentrantLock都可重入性基于AQS实现。
同时，ReentrantLock还提供公平锁和非公平锁两种模式。
首先来看看ReentrantLock的构造方法，它的构造方法有两个，如下图所示：
很显然，对象中有一个属性叫sync，有两种不同的实现类，默认是“NonfairSync”来实现，而另一个“FairSync”它们都是排它锁的内部类，不论用那一个都能实现排它锁，只是内部可能有点原理上的区别。先以“NonfairSync”类为例，实现lock()方法。
lock()方法先通过CAS尝试将状态从0修改为1。若直接修改成功，前提条件自然是锁的状态为0，则直接将线程的OWNER修改为当前线程，这是一种理想情况，如果并发粒度设置适当也是一种乐观情况。 若上一个动作未成功，则会间接调用了acquire(1)来继续操作，这个acquire(int)方法就是在AbstractQueuedSynchronizer当中了。 首先看tryAcquire(arg)这里的调用（当然传入的参数是1），在默认的“NonfairSync”实现类中，会这样来实现：
○ 首先获取这个锁的状态，如果状态为0，则尝试设置状态为传入的参数（这里就是1），若设置成功就代表自己获取到了锁，返回true了。状态为0设置1的动作在外部就有做过一次，内部再一次做只是提升概率，而且这样的操作相对锁来讲不占开销。 ○ 如果状态不是0，则判定当前线程是否为排它锁的Owner，如果是Owner则尝试将状态增加acquires（也就是增加1），如果这个状态值越界，则会抛出异常提示，若没有越界，将状态设置进去后返回true（实现了类似于偏向的功能，可重入，但是无需进一步征用）。 ○ 如果状态不是0，且自身不是owner，则返回false。
对tryAcquire()的调用判定中是通过if(!tryAcquire())作为第1个条件的，如果返回true，则判定就不会成立了，自然后面的acquireQueued动作就不会再执行了，如果发生这样的情况是最理想的。 无论多么乐观，征用是必然存在的，如果征用存在则owner自然不会是自己，tryAcquire()方法会返回false，接着就会再调用方法：acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)做相关的操作。 这个方法的调用的代码更不好懂，需要从里往外看，这里的Node.EXCLUSIVE是节点的类型，看名称应该清楚是排它类型的意思。接着调用addWaiter()来增加一个排它锁类型的节点，这个addWaiter()的代码是这样写的：
/**
* 把Node节点添加到同步队列的尾部
*/
private Node addWaiter(Node mode) {
Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode); // 以独占模式把当前线程封装成一个Node节点
// 尝试快速入队
Node pred = tail; // 当前队列的尾节点赋给pred
if (pred != null) { // 先觉条件 尾节点不为空
node.prev = pred; // 把pred作为node的前继节点
if (compareAndSetTail(pred, node)) { //利用CAS把node作为尾节点
pred.next = node; // 把node作为pred的后继节点
return node; // 直接返回node
}
}
enq(node); // 尾节点为空或者利用CAS把node设为尾节点失败
return node;
}
/**
* 采用自旋的方式把node插入到队列中
*/
private Node enq(final Node node) {
for (;;) {
Node t = tail;
if (t == null) { // 如果t为空,说明队列为空,必须初始化
if (compareAndSetHead(new Node())) // 新建一个节点利用CAS设为头节点,就是这样的形式 head=tail=null
tail = head;
} else { // 尾节点不为空的情况
node.prev = t; // 把t设为node的前驱节点
if (compareAndSetTail(t, node)) { // 利用CAS把node节点设为尾节点
t.next = node; // 更改指针 把node作为t的后继节点
return t; // 直接返回t
}
}
}
}这里创建了一个Node的对象，将当前线程和传入的Node.EXCLUSIVE传入，也就是说Node节点理论上包含了这两项信息。代码中的tail是AQS的一个属性，刚开始的时候肯定是为null，也就是不会进入第一层if判定的区域，而直接会进入enq(node)的代码，那么直接来看看enq(node)的代码。
看到了tail就应该猜到了AQS是链表吧，没错，而且它还应该有一个head引用来指向链表的头节点，AQS在初始化的时候head、tail都是null，在运行时来回移动。此时，我们最少至少知道AQS是一个基于状态（state）的链表管理方式。
这段代码就是链表的操作。 首先这个是一个死循环，而且本身没有锁，因此可以有多个线程进来，假如某个线程进入方法，此时head、tail都是null，自然会进入if(t == null)所在的代码区域，这部分代码会创建一个Node出来名字叫h，这个Node没有像开始那样给予类型和线程，很明显是一个空的Node对象，而传入的Node对象首先被它的next引用所指向，此时传入的node和某一个线程创建的h对象如下图所示。