JUC：AQS

AQS 是 JUC 的基石，提供了数据结构和底层实现方法，比如获取锁的方式由子类实现完成出入队、唤醒线程由功能。这里只分析 AQS 已经实现了的功能逻辑，如果要分析完成的功能需要配合具体的子类比如 ReentrantLock

核心思想

如果共享资源空闲，当前线程就工作，并锁住资源。如果共享资源被占用当前线程就进入队列，并等到条件合适及时唤醒

资源占用方式

独占：又分为公平（严格排队，先进先出）和非公平（插队，插不成功就排队，就是公平锁了），比如 ReentrantLock
共享：实现的有 Semaphore/CountDownLatch。Semaphore、CountDownLatCh、 CyclicBarrier、ReadWriteLock

内部重要属性

private transient volatile Node head; // 队头
private transient volatile Node tail; // 队尾
private volatile int state; // 共享资源状态
static final class Node; // 内部类 Node
public class ConditionObject; // 内部类 ConditionObject

1. head 和 tail：对头与队尾，队头不是同步队列中的第一个节点（第一个线程是正在工作的线程，没理由放入等待队列）

2. state：共享资源状态，同步状态，资源被占用次数

   1. 0 共享资源未被使用，1 表示共享资源已被使用，大于1表示重入锁（同一个线程多次访问共享资源）
   2. 为什么需要这个值？不然直接读内存吗？每个线程都会缓存这个值，一个线程更新，别的线程可见（volatile保证）
   3. 比如 reentrantlock.tryLock() 初次获取锁成功 cas 更新的时候，如果是 0 才更新为1，不然就失败

3. 内部类 Node：同步队列中的节点，是由线程封装出来的，每个节点有两个指针分别指向前一个和后一个

   static final Node SHARED = new Node();// 占用资源方式：共享
   static final Node EXCLUSIVE = null;// 占用资源方式：独占
   volatile int waitStatus;// 当前节点状态
   volatile Node prev;// 前驱指针，指向前一个节点
   volatile Node next;// 后驱指针
   volatile Thread thread;// 结点所对应的线程    
   Node nextWaiter;// 也是一个指针，指向下一个处于 CONDITION 状态的节点
   

   waitStatus 当前节点的状态，不要和 aqs 中的 state 混淆了，aqs 的 state 是共享资源的状态，waitStatus 是每个节点的状态，取值范围如下：

   状态	值	含义
   CALCELLED	1	获取锁的线程被取消了
   CONDITION	-2	表示节点在等待队列中，线程需要等待唤醒
   PROPAGATE	-3	共享锁模式下才会使用，独占锁不会用
   SIGNAL	-1	线程已经准备好了，就等资源释放

入队过程

• lock() 方法作为入口，tryAcquire 方法获取锁，如果获取成功，就没后续步骤了，也不会维护队列，节点状态等

  • tryAcquire cas 算法更改 aqs 的 state
  • 由子类实现，比如 ReentrantLock 的公平和非公平

• 如果 tryAcquire 获取锁失败，就要维护队列了，aqs 的 addWaiter 方法已经实现好了的，逻辑如下

  • 如果此时队列为空，执行 enq 方法创建一个节点，不初始化任何属性（虚拟节点），作为队头（aqs 的 head）
  • 如果队列不为空，不会执行 enq，只是维护链表，当前节点作为队尾，并维护指向关系

• 入队成功后执行 acquireQueued，两个作用：更改前一个节点状态和挂起当前节点的线程

出队过程

• 都是由 unLock() 方法作为入口
• 更改 aqs 的 head 和 tail 指向
  • 涉及链表操作，顺便把下一个节点唤醒