学习AQS

面试的时候被问到AQS会不会一脸懵逼呢？今天来学习一下AQS吧！

看看这个听起来高大上又难以回答的东西到底是个啥？

1.什么是AQS

JUC包中的很多同步器如ReentrantLock、Semaphore、CountDownLatch等等都是有一些基础的共同的行为，比如：等待队列、条件队列、独占获取、共享获取等等，这些抽象行为就被封装成一个抽象类，就是AbstractQueuedSynchronizer（抽象队列同步器）。

一般是通过一个内部类Sync继承 AQS

将同步器所有调用都映射到Sync对应的方法

看图，抽象类AbstractQueuedSynchronizer的实现类几乎都是各种我们常见的JUC工具类中的内部类——各种Sync。

AQS具有以下特性：独占/共享，公平/非公平，可重入，阻塞等待队列，允许中断

2.AQS核心结构

1.AQS内部维护属性 volatile int state

state表示资源的可用状态

state的三种访问方式：

getState() setState() compareAndSetState()

2.定义了两种资源访问方式：

Exclusive-独占，只有一个线程能执行，如ReentrantLock

Share-共享，多个线程可以同时执行，如Semaphore/CountDownLatch

3.AQS实现时主要实现以下几种方法：

isHeldExclusively()：该线程是否正在独占资源。只有用到condition才需要去实现它。

tryAcquire(int)：独占方式。尝试获取资源，成功则返回true，失败则返回false。

tryRelease(int)：独占方式。尝试释放资源，成功则返回true，失败则返回false。

tryAcquireShared(int)：共享方式。尝试获取资源。负数表示失败；0表示成功，但没有剩余可用资源；正数表示成功，且有剩余资源。

tryReleaseShared(int)：共享方式。尝试释放资源，如果释放后允许唤醒后续等待结点返回true，否则返回 false。

3.AQS定义两种队列：

同步等待队列：主要用于维护获取锁失败时入队的线程。

条件等待队列：调用await()的时候会释放锁，然后线程会加入到条件队列，调用signal()唤醒的时候会把条件队列中的线程节点移动到同步等待队列中，等待再次获得锁。

        /*** Status field, taking on only the values:*   SIGNAL:     The successor of this node is (or will soon be)*               blocked (via park), so the current node must*               unpark its successor when it releases or*               cancels. To avoid races, acquire methods must*               first indicate they need a signal,*               then retry the atomic acquire, and then,*               on failure, block.*   CANCELLED:  This node is cancelled due to timeout or interrupt.*               Nodes never leave this state. In particular,*               a thread with cancelled node never again blocks.*   CONDITION:  This node is currently on a condition queue.*               It will not be used as a sync queue node*               until transferred, at which time the status*               will be set to 0. (Use of this value here has*               nothing to do with the other uses of the*               field, but simplifies mechanics.)*   PROPAGATE:  A releaseShared should be propagated to other*               nodes. This is set (for head node only) in*               doReleaseShared to ensure propagation*               continues, even if other operations have*               since intervened.*   0:          None of the above** The values are arranged numerically to simplify use.* Non-negative values mean that a node doesn't need to* signal. So, most code doesn't need to check for particular* values, just for sign.** The field is initialized to 0 for normal sync nodes, and* CONDITION for condition nodes.  It is modified using CAS* (or when possible, unconditional volatile writes).*/volatile int waitStatus;

AQS 定义了5个队列中节点状态waitStatus：

值为0，初始化状态，表示当前节点在sync队列中，等待着获取锁。

CANCELLED，值为1，表示当前的线程被取消；

SIGNAL，值为-1，表示当前节点的后继节点包含的线程需要运行，也就是unpark；

CONDITION，值为-2，表示当前节点在等待condition，也就是在condition队列中；

PROPAGATE，值为-3，表示当前场景下后续的acquireShared能够得以执行

同步等待队列：

AQS当中的同步等待队列也称CLH队列，CLH队列是Craig、Landin、Hagersten三人发明的一种

基于双向链表数据结构的队列，是FIFO先进先出线程等待队列，Java中的CLH队列是原CLH队列的一个变种,线程由原自旋机制改为阻塞机制。

当前线程如果获取同步状态失败时，AQS则会将当前线程已经等待状态等信息构造成一个节点（Node）并将其加入到CLH同步队列，

同时会阻塞当前线程当同步状态释放时，会把首节点唤醒（公平锁），使其再次尝试获取同步状态。

通过signal或signalAll将条件队列中的节点转移到同步队列。（由条件队列转化为同步队列）