一、概述
談到并發(fā)，不得不談ReentrantLock；而談到ReentrantLock，不得不談AbstractQueuedSynchronizer（AQS）！
類如其名，抽象的隊列式的同步器，AQS定義了一套多線程訪問共享資源的同步器框架，許多同步類實現(xiàn)都依賴于它，如常用的ReentrantLock/Semaphore/CountDownLatch...。
以下是本文的目錄大綱：
概述
框架
源碼詳解
簡單應(yīng)用
若有不正之處，請諒解和批評指正，不勝感激。
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二、框架
它維護(hù)了一個volatile int state（代表共享資源）和一個FIFO線程等待隊列（多線程爭用資源被阻塞時會進(jìn)入此隊列）。這里volatile是核心關(guān)鍵詞，具體volatile的語義，在此不述。state的訪問方式有三種:
getState()
setState()
compareAndSetState()
AQS定義兩種資源共享方式：Exclusive（獨占，只有一個線程能執(zhí)行，如ReentrantLock）和Share（共享，多個線程可同時執(zhí)行，如Semaphore/CountDownLatch）。
不同的自定義同步器爭用共享資源的方式也不同。自定義同步器在實現(xiàn)時只需要實現(xiàn)共享資源state的獲取與釋放方式即可，至于具體線程等待隊列的維護(hù)（如獲取資源失敗入隊/喚醒出隊等），AQS已經(jīng)在頂層實現(xiàn)好了。自定義同步器實現(xiàn)時主要實現(xiàn)以下幾種方法：
isHeldExclusively()：該線程是否正在獨占資源。只有用到condition才需要去實現(xiàn)它。
tryAcquire(int)：獨占方式。嘗試獲取資源，成功則返回true，失敗則返回false。
tryRelease(int)：獨占方式。嘗試釋放資源，成功則返回true，失敗則返回false。
tryAcquireShared(int)：共享方式。嘗試獲取資源。負(fù)數(shù)表示失敗；0表示成功，但沒有剩余可用資源；正數(shù)表示成功，且有剩余資源。
tryReleaseShared(int)：共享方式。嘗試釋放資源，如果釋放后允許喚醒后續(xù)等待結(jié)點返回true，否則返回false。
以ReentrantLock為例，state初始化為0，表示未鎖定狀態(tài)。A線程lock()時，會調(diào)用tryAcquire()獨占該鎖并將state+1。此后，其他線程再tryAcquire()時就會失敗，直到A線程unlock()到state=0（即釋放鎖）為止，其它線程才有機(jī)會獲取該鎖。當(dāng)然，釋放鎖之前，A線程自己是可以重復(fù)獲取此鎖的（state會累加），這就是可重入的概念。但要注意，獲取多少次就要釋放多么次，這樣才能保證state是能回到零態(tài)的。
再以CountDownLatch以例，任務(wù)分為N個子線程去執(zhí)行，state也初始化為N（注意N要與線程個數(shù)一致）。這N個子線程是并行執(zhí)行的，每個子線程執(zhí)行完后countDown()一次，state會CAS減1。等到所有子線程都執(zhí)行完后(即state=0)，會unpark()主調(diào)用線程，然后主調(diào)用線程就會從await()函數(shù)返回，繼續(xù)后余動作。
一般來說，自定義同步器要么是獨占方法，要么是共享方式，他們也只需實現(xiàn)tryAcquire-tryRelease、tryAcquireShared-tryReleaseShared中的一種即可。但AQS也支持自定義同步器同時實現(xiàn)獨占和共享兩種方式，如ReentrantReadWriteLock。
三、源碼詳解
本節(jié)開始講解AQS的源碼實現(xiàn)。依照acquire-release、acquireShared-releaseShared的次序來。
3.1 acquire(int)
此方法是獨占模式下線程獲取共享資源的頂層入口。如果獲取到資源，線程直接返回，否則進(jìn)入等待隊列，直到獲取到資源為止，且整個過程忽略中斷的影響。這也正是lock()的語義，當(dāng)然不僅僅只限于lock()。獲取到資源后，線程就可以去執(zhí)行其臨界區(qū)代碼了。下面是acquire()的源碼：
1publicfinalvoidacquire(int arg) {2if(!tryAcquire(arg) &&3? ? ? ? acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))4? ? ? ? selfInterrupt();5}
函數(shù)流程如下：
tryAcquire()嘗試直接去獲取資源，如果成功則直接返回；
addWaiter()將該線程加入等待隊列的尾部，并標(biāo)記為獨占模式；
acquireQueued()使線程在等待隊列中獲取資源，一直獲取到資源后才返回。如果在整個等待過程中被中斷過，則返回true，否則返回false。
如果線程在等待過程中被中斷過，它是不響應(yīng)的。只是獲取資源后才再進(jìn)行自我中斷selfInterrupt()，將中斷補(bǔ)上。
這時單憑這4個抽象的函數(shù)來看流程還有點朦朧，不要緊，看完接下來的分析后，你就會明白了。就像《大話西游》里唐僧說的：等你明白了舍生取義的道理，你自然會回來和我唱這首歌的。
3.1.1 tryAcquire(int)
此方法嘗試去獲取獨占資源。如果獲取成功，則直接返回true，否則直接返回false。這也正是tryLock()的語義，還是那句話，當(dāng)然不僅僅只限于tryLock()。如下是tryAcquire()的源碼：
1protectedbooleantryAcquire(int arg) {2thrownew UnsupportedOperationException();3}
什么？直接throw異常？說好的功能呢？好吧，還記得概述里講的AQS只是一個框架，具體資源的獲取/釋放方式交由自定義同步器去實現(xiàn)嗎？就是這里了?。?！AQS這里只定義了一個接口，具體資源的獲取交由自定義同步器去實現(xiàn)了（通過state的get/set/CAS）?。?！至于能不能重入，能不能加塞，那就看具體的自定義同步器怎么去設(shè)計了！??！當(dāng)然，自定義同步器在進(jìn)行資源訪問時要考慮線程安全的影響。
這里之所以沒有定義成abstract，是因為獨占模式下只用實現(xiàn)tryAcquire-tryRelease，而共享模式下只用實現(xiàn)tryAcquireShared-tryReleaseShared。如果都定義成abstract，那么每個模式也要去實現(xiàn)另一模式下的接口。說到底，Doug Lea還是站在咱們開發(fā)者的角度，盡量減少不必要的工作量。
3.1.2 addWaiter(Node)
此方法用于將當(dāng)前線程加入到等待隊列的隊尾，并返回當(dāng)前線程所在的結(jié)點。還是上源碼吧：
1private Node addWaiter(Node mode) { 2//以給定模式構(gòu)造結(jié)點。mode有兩種：EXCLUSIVE（獨占）和SHARED（共享） 3Node node =new Node(Thread.currentThread(), mode); 4 5//嘗試快速方式直接放到隊尾。 6Node pred = tail; 7if(pred !=null) { 8node.prev = pred; 9if (compareAndSetTail(pred, node)) {10pred.next = node;11return node;12? ? ? ? }13? ? }1415//上一步失敗則通過enq入隊。16? ? enq(node);17return node;18}
?不用再說了，直接看注釋吧。這里我們說下Node。Node結(jié)點是對每一個訪問同步代碼的線程的封裝，其包含了需要同步的線程本身以及線程的狀態(tài)，如是否被阻塞，是否等待喚醒，是否已經(jīng)被取消等。變量waitStatus則表示當(dāng)前被封裝成Node結(jié)點的等待狀態(tài)，共有4種取值CANCELLED、SIGNAL、CONDITION、PROPAGATE。
CANCELLED：值為1，在同步隊列中等待的線程等待超時或被中斷，需要從同步隊列中取消該Node的結(jié)點，其結(jié)點的waitStatus為CANCELLED，即結(jié)束狀態(tài)，進(jìn)入該狀態(tài)后的結(jié)點將不會再變化。
SIGNAL：值為-1，被標(biāo)識為該等待喚醒狀態(tài)的后繼結(jié)點，當(dāng)其前繼結(jié)點的線程釋放了同步鎖或被取消，將會通知該后繼結(jié)點的線程執(zhí)行。說白了，就是處于喚醒狀態(tài)，只要前繼結(jié)點釋放鎖，就會通知標(biāo)識為SIGNAL狀態(tài)的后繼結(jié)點的線程執(zhí)行。
CONDITION：值為-2，與Condition相關(guān)，該標(biāo)識的結(jié)點處于等待隊列中，結(jié)點的線程等待在Condition上，當(dāng)其他線程調(diào)用了Condition的signal()方法后，CONDITION狀態(tài)的結(jié)點將從等待隊列轉(zhuǎn)移到同步隊列中，等待獲取同步鎖。
PROPAGATE：值為-3，與共享模式相關(guān)，在共享模式中，該狀態(tài)標(biāo)識結(jié)點的線程處于可運(yùn)行狀態(tài)。
0狀態(tài)：值為0，代表初始化狀態(tài)。
AQS在判斷狀態(tài)時，通過用waitStatus>0表示取消狀態(tài)，而waitStatus<0表示有效狀態(tài)。
3.1.2.1 enq(Node)
? 此方法用于將node加入隊尾。源碼如下：
1privateNode enq(final Node node) { 2//CAS"自旋"，直到成功加入隊尾 3for (;;) { 4Node t = tail; 5if(t ==null) {// 隊列為空，創(chuàng)建一個空的標(biāo)志結(jié)點作為head結(jié)點，并將tail也指向它。 6if(compareAndSetHead(new Node())) 7tail = head; 8}else{//正常流程，放入隊尾 9node.prev = t;10if (compareAndSetTail(t, node)) {11t.next = node;12return t;13? ? ? ? ? ? }14? ? ? ? }15? ? }16}
如果你看過AtomicInteger.getAndIncrement()函數(shù)源碼，那么相信你一眼便看出這段代碼的精華。CAS自旋volatile變量，是一種很經(jīng)典的用法。還不太了解的，自己去百度一下吧。
3.1.3?acquireQueued(Node, int)
OK，通過tryAcquire()和addWaiter()，該線程獲取資源失敗，已經(jīng)被放入等待隊列尾部了。聰明的你立刻應(yīng)該能想到該線程下一部該干什么了吧：進(jìn)入等待狀態(tài)休息，直到其他線程徹底釋放資源后喚醒自己，自己再拿到資源，然后就可以去干自己想干的事了。沒錯，就是這樣！是不是跟醫(yī)院排隊拿號有點相似~~acquireQueued()就是干這件事：在等待隊列中排隊拿號（中間沒其它事干可以休息），直到拿到號后再返回。這個函數(shù)非常關(guān)鍵，還是上源碼吧：
1finalbooleanacquireQueued(finalNode node,int arg) { 2booleanfailed =true;//標(biāo)記是否成功拿到資源 3try { 4booleaninterrupted =false;//標(biāo)記等待過程中是否被中斷過 5 6//又是一個“自旋”！ 7for (;;) { 8finalNode p = node.predecessor();//拿到前驅(qū) 9//如果前驅(qū)是head，即該結(jié)點已成老二，那么便有資格去嘗試獲取資源（可能是老大釋放完資源喚醒自己的，當(dāng)然也可能被interrupt了）。10if(p == head && tryAcquire(arg)) {11setHead(node);//拿到資源后，將head指向該結(jié)點。所以head所指的標(biāo)桿結(jié)點，就是當(dāng)前獲取到資源的那個結(jié)點或null。12p.next =null;// setHead中node.prev已置為null，此處再將head.next置為null，就是為了方便GC回收以前的head結(jié)點。也就意味著之前拿完資源的結(jié)點出隊了！13failed =false;14returninterrupted;//返回等待過程中是否被中斷過15? ? ? ? ? ? }1617//如果自己可以休息了，就進(jìn)入waiting狀態(tài)，直到被unpark()18if(shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&19? ? ? ? ? ? ? ? parkAndCheckInterrupt())20interrupted =true;//如果等待過程中被中斷過，哪怕只有那么一次，就將interrupted標(biāo)記為true21? ? ? ? }22}finally {23if (failed)24? ? ? ? ? ? cancelAcquire(node);25? ? }26}
到這里了，我們先不急著總結(jié)acquireQueued()的函數(shù)流程，先看看shouldParkAfterFailedAcquire()和parkAndCheckInterrupt()具體干些什么。
3.1.3.1 shouldParkAfterFailedAcquire(Node, Node)
此方法主要用于檢查狀態(tài)，看看自己是否真的可以去休息了（進(jìn)入waiting狀態(tài)，如果線程狀態(tài)轉(zhuǎn)換不熟，可以參考本人上一篇寫的Thread詳解），萬一隊列前邊的線程都放棄了只是瞎站著，那也說不定，對吧！
1privatestaticboolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) { 2intws = pred.waitStatus;//拿到前驅(qū)的狀態(tài) 3if(ws == Node.SIGNAL) 4//如果已經(jīng)告訴前驅(qū)拿完號后通知自己一下，那就可以安心休息了 5returntrue; 6if(ws > 0) { 7/* 8? ? ? ? * 如果前驅(qū)放棄了，那就一直往前找，直到找到最近一個正常等待的狀態(tài)，并排在它的后邊。 9? ? ? ? * 注意：那些放棄的結(jié)點，由于被自己“加塞”到它們前邊，它們相當(dāng)于形成一個無引用鏈，稍后就會被保安大叔趕走了(GC回收)！10*/11do {12node.prev = pred = pred.prev;13}while(pred.waitStatus > 0);14pred.next = node;15}else {16//如果前驅(qū)正常，那就把前驅(qū)的狀態(tài)設(shè)置成SIGNAL，告訴它拿完號后通知自己一下。有可能失敗，人家說不定剛剛釋放完呢！17? ? ? ? compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);18? ? }19returnfalse;20}
整個流程中，如果前驅(qū)結(jié)點的狀態(tài)不是SIGNAL，那么自己就不能安心去休息，需要去找個安心的休息點，同時可以再嘗試下看有沒有機(jī)會輪到自己拿號。
3.1.3.2 parkAndCheckInterrupt()
如果線程找好安全休息點后，那就可以安心去休息了。此方法就是讓線程去休息，真正進(jìn)入等待狀態(tài)。
1privatefinalboolean parkAndCheckInterrupt() {2LockSupport.park(this);//調(diào)用park()使線程進(jìn)入waiting狀態(tài)3returnThread.interrupted();//如果被喚醒，查看自己是不是被中斷的。4}
park()會讓當(dāng)前線程進(jìn)入waiting狀態(tài)。在此狀態(tài)下，有兩種途徑可以喚醒該線程：1）被unpark()；2）被interrupt()。（再說一句，如果線程狀態(tài)轉(zhuǎn)換不熟，可以參考本人寫的Thread詳解）。需要注意的是，Thread.interrupted()會清除當(dāng)前線程的中斷標(biāo)記位。
3.1.3.3 小結(jié)
OK，看了shouldParkAfterFailedAcquire()和parkAndCheckInterrupt()，現(xiàn)在讓我們再回到acquireQueued()，總結(jié)下該函數(shù)的具體流程：
結(jié)點進(jìn)入隊尾后，檢查狀態(tài)，找到安全休息點；
調(diào)用park()進(jìn)入waiting狀態(tài)，等待unpark()或interrupt()喚醒自己；
被喚醒后，看自己是不是有資格能拿到號。如果拿到，head指向當(dāng)前結(jié)點，并返回從入隊到拿到號的整個過程中是否被中斷過；如果沒拿到，繼續(xù)流程1。
3.1.4 小結(jié)
OKOK，acquireQueued()分析完之后，我們接下來再回到acquire()！再貼上它的源碼吧：
1publicfinalvoidacquire(int arg) {2if(!tryAcquire(arg) &&3? ? ? ? acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))4? ? ? ? selfInterrupt();5}
再來總結(jié)下它的流程吧：
調(diào)用自定義同步器的tryAcquire()嘗試直接去獲取資源，如果成功則直接返回；
沒成功，則addWaiter()將該線程加入等待隊列的尾部，并標(biāo)記為獨占模式；
acquireQueued()使線程在等待隊列中休息，有機(jī)會時（輪到自己，會被unpark()）會去嘗試獲取資源。獲取到資源后才返回。如果在整個等待過程中被中斷過，則返回true，否則返回false。
如果線程在等待過程中被中斷過，它是不響應(yīng)的。只是獲取資源后才再進(jìn)行自我中斷selfInterrupt()，將中斷補(bǔ)上。
由于此函數(shù)是重中之重，我再用流程圖總結(jié)一下：
至此，acquire()的流程終于算是告一段落了。這也就是ReentrantLock.lock()的流程，不信你去看其lock()源碼吧，整個函數(shù)就是一條acquire(1)?。?！
3.2 release(int)
? 上一小節(jié)已經(jīng)把a(bǔ)cquire()說完了，這一小節(jié)就來講講它的反操作release()吧。此方法是獨占模式下線程釋放共享資源的頂層入口。它會釋放指定量的資源，如果徹底釋放了（即state=0）,它會喚醒等待隊列里的其他線程來獲取資源。這也正是unlock()的語義，當(dāng)然不僅僅只限于unlock()。下面是release()的源碼：
1publicfinalbooleanrelease(int arg) {2if (tryRelease(arg)) {3Node h = head;//找到頭結(jié)點4if(h !=null&& h.waitStatus != 0)5unparkSuccessor(h);//喚醒等待隊列里的下一個線程6returntrue;7? ? }8returnfalse;9}
邏輯并不復(fù)雜。它調(diào)用tryRelease()來釋放資源。有一點需要注意的是，它是根據(jù)tryRelease()的返回值來判斷該線程是否已經(jīng)完成釋放掉資源了！所以自定義同步器在設(shè)計tryRelease()的時候要明確這一點??！
3.2.1 tryRelease(int)
此方法嘗試去釋放指定量的資源。下面是tryRelease()的源碼：
1protectedbooleantryRelease(int arg) {2thrownew UnsupportedOperationException();3}
跟tryAcquire()一樣，這個方法是需要獨占模式的自定義同步器去實現(xiàn)的。正常來說，tryRelease()都會成功的，因為這是獨占模式，該線程來釋放資源，那么它肯定已經(jīng)拿到獨占資源了，直接減掉相應(yīng)量的資源即可(state-=arg)，也不需要考慮線程安全的問題。但要注意它的返回值，上面已經(jīng)提到了，release()是根據(jù)tryRelease()的返回值來判斷該線程是否已經(jīng)完成釋放掉資源了！所以自義定同步器在實現(xiàn)時，如果已經(jīng)徹底釋放資源(state=0)，要返回true，否則返回false。
3.2.2 unparkSuccessor(Node)
此方法用于喚醒等待隊列中下一個線程。下面是源碼：
1privatevoid unparkSuccessor(Node node) { 2//這里，node一般為當(dāng)前線程所在的結(jié)點。 3intws = node.waitStatus; 4if(ws < 0)//置零當(dāng)前線程所在的結(jié)點狀態(tài)，允許失敗。 5compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0); 6 7Node s = node.next;//找到下一個需要喚醒的結(jié)點s 8if(s ==null|| s.waitStatus > 0) {//如果為空或已取消 9s =null;10for(Node t = tail; t !=null&& t != node; t = t.prev)11if(t.waitStatus <= 0)//從這里可以看出，<=0的結(jié)點，都是還有效的結(jié)點。12s = t;13? ? }14if(s !=null)15LockSupport.unpark(s.thread);//喚醒16}
這個函數(shù)并不復(fù)雜。一句話概括：用unpark()喚醒等待隊列中最前邊的那個未放棄線程，這里我們也用s來表示吧。此時，再和acquireQueued()聯(lián)系起來，s被喚醒后，進(jìn)入if (p == head && tryAcquire(arg))的判斷（即使p!=head也沒關(guān)系，它會再進(jìn)入shouldParkAfterFailedAcquire()尋找一個安全點。這里既然s已經(jīng)是等待隊列中最前邊的那個未放棄線程了，那么通過shouldParkAfterFailedAcquire()的調(diào)整，s也必然會跑到head的next結(jié)點，下一次自旋p==head就成立啦），然后s把自己設(shè)置成head標(biāo)桿結(jié)點，表示自己已經(jīng)獲取到資源了，acquire()也返回了??！And then, DO what you WANT!
3.2.3 小結(jié)
release()是獨占模式下線程釋放共享資源的頂層入口。它會釋放指定量的資源，如果徹底釋放了（即state=0）,它會喚醒等待隊列里的其他線程來獲取資源。
3.3 acquireShared(int)
此方法是共享模式下線程獲取共享資源的頂層入口。它會獲取指定量的資源，獲取成功則直接返回，獲取失敗則進(jìn)入等待隊列，直到獲取到資源為止，整個過程忽略中斷。下面是acquireShared()的源碼：
1publicfinalvoidacquireShared(int arg) {2if(tryAcquireShared(arg) < 0)3? ? ? ? doAcquireShared(arg);4}
這里tryAcquireShared()依然需要自定義同步器去實現(xiàn)。但是AQS已經(jīng)把其返回值的語義定義好了：負(fù)值代表獲取失敗；0代表獲取成功，但沒有剩余資源；正數(shù)表示獲取成功，還有剩余資源，其他線程還可以去獲取。所以這里acquireShared()的流程就是：
tryAcquireShared()嘗試獲取資源，成功則直接返回；
失敗則通過doAcquireShared()進(jìn)入等待隊列，直到獲取到資源為止才返回。
3.3.1 doAcquireShared(int)
此方法用于將當(dāng)前線程加入等待隊列尾部休息，直到其他線程釋放資源喚醒自己，自己成功拿到相應(yīng)量的資源后才返回。下面是doAcquireShared()的源碼：
1privatevoiddoAcquireShared(int arg) { 2finalNode node = addWaiter(Node.SHARED);//加入隊列尾部 3booleanfailed =true;//是否成功標(biāo)志 4try { 5booleaninterrupted =false;//等待過程中是否被中斷過的標(biāo)志 6for (;;) { 7finalNode p = node.predecessor();//前驅(qū) 8if(p == head) {//如果到head的下一個，因為head是拿到資源的線程，此時node被喚醒，很可能是head用完資源來喚醒自己的 9intr = tryAcquireShared(arg);//嘗試獲取資源10if(r >= 0) {//成功11setHeadAndPropagate(node, r);//將head指向自己，還有剩余資源可以再喚醒之后的線程12p.next =null;// help GC13if(interrupted)//如果等待過程中被打斷過，此時將中斷補(bǔ)上。14? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? selfInterrupt();15failed =false;16return;17? ? ? ? ? ? ? ? }18? ? ? ? ? ? }1920//判斷狀態(tài)，尋找安全點，進(jìn)入waiting狀態(tài)，等著被unpark()或interrupt()21if(shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&22? ? ? ? ? ? ? ? parkAndCheckInterrupt())23interrupted =true;24? ? ? ? }25}finally {26if (failed)27? ? ? ? ? ? cancelAcquire(node);28? ? }29}
有木有覺得跟acquireQueued()很相似？對，其實流程并沒有太大區(qū)別。只不過這里將補(bǔ)中斷的selfInterrupt()放到doAcquireShared()里了，而獨占模式是放到acquireQueued()之外，其實都一樣，不知道Doug Lea是怎么想的。
跟獨占模式比，還有一點需要注意的是，這里只有線程是head.next時（“老二”），才會去嘗試獲取資源，有剩余的話還會喚醒之后的隊友。那么問題就來了，假如老大用完后釋放了5個資源，而老二需要6個，老三需要1個，老四需要2個。老大先喚醒老二，老二一看資源不夠，他是把資源讓給老三呢，還是不讓？答案是否定的！老二會繼續(xù)park()等待其他線程釋放資源，也更不會去喚醒老三和老四了。獨占模式，同一時刻只有一個線程去執(zhí)行，這樣做未嘗不可；但共享模式下，多個線程是可以同時執(zhí)行的，現(xiàn)在因為老二的資源需求量大，而把后面量小的老三和老四也都卡住了。當(dāng)然，這并不是問題，只是AQS保證嚴(yán)格按照入隊順序喚醒罷了（保證公平，但降低了并發(fā)）。
3.3.1.1 setHeadAndPropagate(Node, int)
1privatevoidsetHeadAndPropagate(Node node,int propagate) { 2Node h = head;? 3setHead(node);//head指向自己 4//如果還有剩余量，繼續(xù)喚醒下一個鄰居線程 5if(propagate > 0 || h ==null|| h.waitStatus < 0) { 6Node s = node.next; 7if(s ==null|| s.isShared()) 8? ? ? ? ? ? doReleaseShared(); 9? ? }10}
此方法在setHead()的基礎(chǔ)上多了一步，就是自己蘇醒的同時，如果條件符合（比如還有剩余資源），還會去喚醒后繼結(jié)點，畢竟是共享模式！
doReleaseShared()我們留著下一小節(jié)的releaseShared()里來講。
3.3.2 小結(jié)
OK，至此，acquireShared()也要告一段落了。讓我們再梳理一下它的流程：
tryAcquireShared()嘗試獲取資源，成功則直接返回；
失敗則通過doAcquireShared()進(jìn)入等待隊列park()，直到被unpark()/interrupt()并成功獲取到資源才返回。整個等待過程也是忽略中斷的。
其實跟acquire()的流程大同小異，只不過多了個自己拿到資源后，還會去喚醒后繼隊友的操作（這才是共享嘛）。
3.4?releaseShared()
上一小節(jié)已經(jīng)把a(bǔ)cquireShared()說完了，這一小節(jié)就來講講它的反操作releaseShared()吧。此方法是共享模式下線程釋放共享資源的頂層入口。它會釋放指定量的資源，如果成功釋放且允許喚醒等待線程，它會喚醒等待隊列里的其他線程來獲取資源。下面是releaseShared()的源碼：
1publicfinalbooleanreleaseShared(int arg) {2if(tryReleaseShared(arg)) {//嘗試釋放資源3doReleaseShared();//喚醒后繼結(jié)點4returntrue;5? ? }6returnfalse;7}
此方法的流程也比較簡單，一句話：釋放掉資源后，喚醒后繼。跟獨占模式下的release()相似，但有一點稍微需要注意：獨占模式下的tryRelease()在完全釋放掉資源（state=0）后，才會返回true去喚醒其他線程，這主要是基于獨占下可重入的考量；而共享模式下的releaseShared()則沒有這種要求，共享模式實質(zhì)就是控制一定量的線程并發(fā)執(zhí)行，那么擁有資源的線程在釋放掉部分資源時就可以喚醒后繼等待結(jié)點。例如，資源總量是13，A（5）和B（7）分別獲取到資源并發(fā)運(yùn)行，C（4）來時只剩1個資源就需要等待。A在運(yùn)行過程中釋放掉2個資源量，然后tryReleaseShared(2)返回true喚醒C，C一看只有3個仍不夠繼續(xù)等待；隨后B又釋放2個，tryReleaseShared(2)返回true喚醒C，C一看有5個夠自己用了，然后C就可以跟A和B一起運(yùn)行。而ReentrantReadWriteLock讀鎖的tryReleaseShared()只有在完全釋放掉資源（state=0）才返回true，所以自定義同步器可以根據(jù)需要決定tryReleaseShared()的返回值。
3.4.1?doReleaseShared()
此方法主要用于喚醒后繼。下面是它的源碼：
1privatevoid doReleaseShared() { 2for (;;) { 3Node h = head; 4if(h !=null&& h != tail) { 5intws = h.waitStatus; 6if(ws == Node.SIGNAL) { 7if(!compareAndSetWaitStatus(h, Node.SIGNAL, 0)) 8continue; 9unparkSuccessor(h);//喚醒后繼10? ? ? ? ? ? }11elseif(ws == 0 &&12!compareAndSetWaitStatus(h, 0, Node.PROPAGATE))13continue;14? ? ? ? }15if(h == head)// head發(fā)生變化16break;17? ? }18}
3.5 小結(jié)
本節(jié)我們詳解了獨占和共享兩種模式下獲取-釋放資源(acquire-release、acquireShared-releaseShared)的源碼，相信大家都有一定認(rèn)識了。值得注意的是，acquire()和acquireShared()兩種方法下，線程在等待隊列中都是忽略中斷的。AQS也支持響應(yīng)中斷的，acquireInterruptibly()/acquireSharedInterruptibly()即是，這里相應(yīng)的源碼跟acquire()和acquireShared()差不多，這里就不再詳解了。
四、簡單應(yīng)用
通過前邊幾個章節(jié)的學(xué)習(xí)，相信大家已經(jīng)基本理解AQS的原理了。這里再將“框架”一節(jié)中的一段話復(fù)制過來：
不同的自定義同步器爭用共享資源的方式也不同。自定義同步器在實現(xiàn)時只需要實現(xiàn)共享資源state的獲取與釋放方式即可，至于具體線程等待隊列的維護(hù)（如獲取資源失敗入隊/喚醒出隊等），AQS已經(jīng)在頂層實現(xiàn)好了。自定義同步器實現(xiàn)時主要實現(xiàn)以下幾種方法：
isHeldExclusively()：該線程是否正在獨占資源。只有用到condition才需要去實現(xiàn)它。
tryAcquire(int)：獨占方式。嘗試獲取資源，成功則返回true，失敗則返回false。
tryRelease(int)：獨占方式。嘗試釋放資源，成功則返回true，失敗則返回false。
tryAcquireShared(int)：共享方式。嘗試獲取資源。負(fù)數(shù)表示失??；0表示成功，但沒有剩余可用資源；正數(shù)表示成功，且有剩余資源。
tryReleaseShared(int)：共享方式。嘗試釋放資源，如果釋放后允許喚醒后續(xù)等待結(jié)點返回true，否則返回false。
OK，下面我們就以AQS源碼里的Mutex為例，講一下AQS的簡單應(yīng)用。
4.1 Mutex（互斥鎖）
Mutex是一個不可重入的互斥鎖實現(xiàn)。鎖資源（AQS里的state）只有兩種狀態(tài)：0表示未鎖定，1表示鎖定。下邊是Mutex的核心源碼：
1classMuteximplements Lock, java.io.Serializable { 2// 自定義同步器 3privatestaticclassSyncextends AbstractQueuedSynchronizer { 4// 判斷是否鎖定狀態(tài) 5protectedboolean isHeldExclusively() { 6returngetState() == 1; 7? ? ? ? } 8 9// 嘗試獲取資源，立即返回。成功則返回true，否則false。10publicbooleantryAcquire(int acquires) {11assertacquires == 1;// 這里限定只能為1個量12if(compareAndSetState(0, 1)) {//state為0才設(shè)置為1，不可重入！13setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());//設(shè)置為當(dāng)前線程獨占資源14returntrue;15? ? ? ? ? ? }16returnfalse;17? ? ? ? }1819// 嘗試釋放資源，立即返回。成功則為true，否則false。20protectedbooleantryRelease(int releases) {21assertreleases == 1;// 限定為1個量22if(getState() == 0)//既然來釋放，那肯定就是已占有狀態(tài)了。只是為了保險，多層判斷！23thrownew IllegalMonitorStateException();24setExclusiveOwnerThread(null);25setState(0);//釋放資源，放棄占有狀態(tài)26returntrue;27? ? ? ? }28? ? }2930// 真正同步類的實現(xiàn)都依賴?yán)^承于AQS的自定義同步器！31privatefinalSync sync =new Sync();3233//lock<-->acquire。兩者語義一樣：獲取資源，即便等待，直到成功才返回。34publicvoid lock() {35sync.acquire(1);36? ? }3738//tryLock<-->tryAcquire。兩者語義一樣：嘗試獲取資源，要求立即返回。成功則為true，失敗則為false。39publicboolean tryLock() {40returnsync.tryAcquire(1);41? ? }4243//unlock<-->release。兩者語文一樣：釋放資源。44publicvoid unlock() {45sync.release(1);46? ? }4748//鎖是否占有狀態(tài)49publicboolean isLocked() {50return sync.isHeldExclusively();51? ? }52}
同步類在實現(xiàn)時一般都將自定義同步器（sync）定義為內(nèi)部類，供自己使用；而同步類自己（Mutex）則實現(xiàn)某個接口，對外服務(wù)。當(dāng)然，接口的實現(xiàn)要直接依賴sync，它們在語義上也存在某種對應(yīng)關(guān)系??！而sync只用實現(xiàn)資源state的獲取-釋放方式tryAcquire-tryRelelase，至于線程的排隊、等待、喚醒等，上層的AQS都已經(jīng)實現(xiàn)好了，我們不用關(guān)心。
除了Mutex，ReentrantLock/CountDownLatch/Semphore這些同步類的實現(xiàn)方式都差不多，不同的地方就在獲取-釋放資源的方式tryAcquire-tryRelelase。掌握了這點，AQS的核心便被攻破了！
OK，至此，整個AQS的講解也要落下帷幕了。希望本文能夠?qū)W(xué)習(xí)Java并發(fā)編程的同學(xué)有所借鑒，中間寫的有不對的地方，也歡迎討論和指正~
作者：水巖
出處：http://www.cnblogs.com/waterystone
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