1.定義
隊(duì)列同步器AbstractQueuedSynchronizer，簡(jiǎn)稱AQS，是用來(lái)構(gòu)建鎖或者其他同步組件的基礎(chǔ)框架，是java.util.concurrent中基礎(chǔ)。AQS使用一個(gè)int成員變量表示同步狀態(tài)，通過(guò)內(nèi)置的FIFO隊(duì)列來(lái)完成資源線程的排隊(duì)工作。
2.實(shí)現(xiàn)分析
2.1 同步隊(duì)列
AQS依賴內(nèi)部的同步隊(duì)列（FIFO雙向隊(duì)列）來(lái)完成同步狀態(tài)管理，當(dāng)前線程獲取同步狀態(tài)失敗時(shí)，同步隊(duì)列會(huì)將當(dāng)前線程以及等待狀態(tài)信息構(gòu)成一個(gè)節(jié)點(diǎn)并加入到同步隊(duì)列，同步會(huì)阻塞當(dāng)前的線程，當(dāng)同步釋放的時(shí)候，會(huì)把首節(jié)點(diǎn)的線程喚醒，使其再次嘗試獲取同步狀態(tài)。
同步隊(duì)列中重要屬性及描述：
（1）int waitStatus 等待狀態(tài)
-CANCELLED，取消狀態(tài)，值為1，由于同步隊(duì)列中等待的線程等待超時(shí)或者被中斷，需要從同步隊(duì)列中取消等待，節(jié)點(diǎn)進(jìn)入該狀態(tài)將不會(huì)變化
-SIGNAL，通知狀態(tài)，值為-1，后繼節(jié)點(diǎn)的線程處于等待狀態(tài)，而當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的線程如果釋放了同步狀態(tài)或被取消，將會(huì)通知后繼節(jié)點(diǎn)，使得后繼節(jié)點(diǎn)得以運(yùn)行
-CONDTION，條件阻塞狀態(tài)，值為-2，節(jié)點(diǎn)在等待隊(duì)列中，節(jié)點(diǎn)線程等待在COndition上，當(dāng)其他線程對(duì)Condition調(diào)用了signal（）方法后，該節(jié)點(diǎn)將會(huì)從等待隊(duì)列中轉(zhuǎn)移到同步隊(duì)列加入到對(duì)同步狀態(tài)的獲取中
-PROPAGATE，傳播狀態(tài)，值為-3，表示下一次共享式同步狀態(tài)獲取將會(huì)無(wú)條件地傳播下去
-INITIAL，值為0，初始狀態(tài)
節(jié)點(diǎn)是構(gòu)成同步隊(duì)列的基礎(chǔ)，同步器擁有首節(jié)點(diǎn)、尾節(jié)點(diǎn)，沒(méi)有成功獲取同步狀態(tài)的線程會(huì)加入到該隊(duì)列的尾部，同步隊(duì)列的基本結(jié)構(gòu)如下所示：
同步隊(duì)列包括了兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的引用，一個(gè)指向頭結(jié)點(diǎn)，一個(gè)指向尾節(jié)點(diǎn)。獨(dú)占模式下，當(dāng)一個(gè)線程成功獲取同步狀態(tài)，其他線程將無(wú)法獲取同步狀態(tài)，將會(huì)被構(gòu)造成節(jié)點(diǎn)加入到同步隊(duì)列的尾部，加入的過(guò)程使用CAS，保證線程安全。
同步隊(duì)列遵循FIFO，首節(jié)點(diǎn)是獲取同步狀態(tài)成功的節(jié)點(diǎn)，首節(jié)點(diǎn)的線程在釋放同步狀態(tài)時(shí)，會(huì)喚醒后繼節(jié)點(diǎn)，而后繼節(jié)點(diǎn)將會(huì)在獲取同步狀態(tài)成功時(shí)將自己設(shè)置成首節(jié)點(diǎn)。
2.2 獨(dú)占式同步狀態(tài)的獲取和釋放
通過(guò)調(diào)用同步器的acquire（int args）方法可以獲取同步狀態(tài)，該方法對(duì)中斷不敏感。
首先調(diào)用自定義同步器實(shí)現(xiàn)的tryAcquire(int args)方法，該方法保證線程安全的獲取同步狀態(tài)，如果獲取失敗，則構(gòu)造同步節(jié)點(diǎn)（獨(dú)占式節(jié)點(diǎn)，EXCLUSIVE，同一時(shí)刻只能有一個(gè)線程成功獲取同步狀態(tài)）并通過(guò)addWaiter(Node node)方法將該節(jié)點(diǎn)加入到同步隊(duì)列的尾部，最后調(diào)用acquireQueued(Node node, int args)方法，使得該節(jié)點(diǎn)以“死循環(huán)”的方式獲取同步狀態(tài)。如果獲取不到則阻塞節(jié)點(diǎn)中的線程，而被阻塞線程的喚醒主要依賴前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的出隊(duì)或阻塞線程被中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)。
上述的代碼中，主要通過(guò)compareAndSetTail(Node expect, Node update)方法保證節(jié)點(diǎn)能夠被線程安全添加到尾節(jié)點(diǎn)。enq(final Node node)方法中，同步器通過(guò)“死循環(huán)”的方式保證節(jié)點(diǎn)能夠添加到尾節(jié)點(diǎn)。
acquireQueued(final Node node, int arg)方法中，當(dāng)前線程在“死循環(huán)”中獲取嘗試獲取同步狀態(tài)，但是只有頭節(jié)點(diǎn)才能嘗試獲取同步狀態(tài)。
release(int arg)方法執(zhí)行時(shí)，會(huì)喚醒頭節(jié)點(diǎn)的后續(xù)節(jié)點(diǎn)線程，unparkSuccessor(Node node)方法使用LockSupport來(lái)喚醒處于等待的狀態(tài)的線程。
2.3 共享式同步狀態(tài)的獲取和釋放
共享式獲取與獨(dú)占式獲取最主要的區(qū)別是在于同一時(shí)刻能否有多個(gè)線程同時(shí)獲取到同步狀態(tài)。cquireShared(int arg)方法可以以共享式地獲取同步狀態(tài)。
在acquireShared(int arg)方法中，同步器調(diào)用tryAcquireShared(int arg)方法嘗試獲取同步狀態(tài)，其返回值大于等于0時(shí)，表示獲取同步狀態(tài)成功；否則，反之。在doAcquireShared(int arg)方法中，如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的前驅(qū)為頭節(jié)點(diǎn)，嘗試獲取同步狀態(tài)，如果返回值大于等于0，表示該線程獲取到同步狀態(tài)成功并退出自旋。釋放同步狀態(tài)與獨(dú)占式類似，releaseShared(int arg)方法在釋放同步狀態(tài)之后，將會(huì)喚醒后續(xù)處于等待狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)。
2.4 獨(dú)占式超時(shí)獲取同步狀態(tài)
通過(guò)調(diào)用同步器的doAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout)方法可以支持超時(shí)獲取同步狀態(tài)，即在指定的時(shí)間段內(nèi)獲取同步狀態(tài)，如果獲取到同步狀態(tài)則返回true，否則，返回false。該方法還支持響應(yīng)中斷。
該方法在自旋的過(guò)程中，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)為頭節(jié)點(diǎn)時(shí)嘗試獲取同步狀態(tài)，如果獲取成功，則直接返回，這個(gè)過(guò)程和獨(dú)占式同步獲取過(guò)程類似，但是獲取失敗的處理流程不同。如果獲取失敗，則判斷當(dāng)前時(shí)間是否超過(guò)該接口設(shè)置的超時(shí)時(shí)間，若沒(méi)有超時(shí)，且超時(shí)時(shí)間大于1000ns，則重新計(jì)算超時(shí)間隔nanosTimeout，然后使當(dāng)前線程等待nanosTimeout納秒。另外需要判斷當(dāng)前線程狀態(tài)是否是中斷狀態(tài)，若是，直接拋出中斷異常，否則繼續(xù)自旋。
