AbstractQueuedSynchronizer 源码分析
最近了解了下AQS的大致原理，大致记录下
AQS 我个人认为是一个协调多线程同步执行的框架。我们可以在AQS的基础上方便的实现一个自定义的线程协调工具类。比如自己实现一个简单的加锁、解锁的工具类。
这里我分析下常用的锁工具类 ReentrantLock。根据这个类的实现去了解下AQS的大致原理。
一、重要属性：
内部类Node 、state、 head和tail、内部类ConditionObject。
其的属性基本都是cas操作的内存地址偏移量等。
1.state是一个被 volatile 关键字修饰的属性，这个属性非常重要。比如在ReentrantLock中判断锁是否被占用，就是根据这个字段的值确定的，0未被占用，大于0就是被占用了。
2.head \ tail 组成了一个双向链表的队列结构（节点就是Node）,主要用来管理未枪到锁的线程等待（线程排队）。
3.Node 这个node是双向链表的节点，但还包含了其他信息，比如比较重要就是属性Thread（排队的线程对象）。还有节点的状态waitStatus, 节点的类型 EXCLUSIVE（是否是排他锁），nextWaiter是条件链表队列的下一个节点。
3.ConditionObject 这个类应该算是对AQS的一个补充吧，当我们使用阻塞队列时，当使用task() 获取阻塞队列时任务时，如果没有任务线程就会调用notEmpty.await()方法，其实调用这个方法就会被ConditionObject管理。
源码分析：
加锁
我们创建两个线程，让其中一个线程获取到锁，然后进入断点。另一个线程也去获取同一把锁，这时第二个线程就会被增加到等待链表中。
/**
* @Author lyy
* @Create 2020/4/19
*/
public class Test {
private static ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock();
public static void main(String[] args) {
new Thread(new Runnable(){
public void run() {
reentrantLock.lock();
//这一行打个断点，注意，断点类型为Thread.
reentrantLock.unlock();
}
}).start();
new Thread(new Runnable(){
public void run() {
reentrantLock.lock();
}
}).start();
}
}
我们进入lock方法：
public void lock() {
//调用了内部类sync的lock的抽象方法
sync.lock();
}
//这里我们用的是默认的非公平锁，进入到NonfairSync的方法中
final void lock() {
if (compareAndSetState(0, 1))
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
else
acquire(1);
}这里会调用compareAndSetState方法。这个方法就是把state属性用cas的方式设置成1，代表这个锁已经被占用了。然后调用
setExclusiveOwnerThread方法，设置持有锁的线程。这里我们的第一个线程会拿到锁。第二个线程就会走acquire(1)这个方法去尝试获取锁
public final void acquire(int arg) {
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();
}注意这个方法acquire不是ReentrantLock的方法了，是AQS的方法，他会去调用子类实现的抽象方法 tryAcquire(arg)
最终会调到NonfairSync的nonfairTryAcquire方法：
final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
final Thread current = Thread.currentThread();
int c = getState();
if (c == 0) {
if (compareAndSetState(0, acquires)) {
setExclusiveOwnerThread(current);
return true;
}
}
else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
int nextc = c + acquires;
if (nextc < 0) // overflow
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
setState(nextc);
return true;
}
return false;
}根据state的状态去获取锁，如果状态大于0，说明锁被其他线程占用了，判断占用的这个线程是否是当前线程。如果是就再次获取到锁（可重入锁）。如果这里返回false。那么会进入 acquireQueued方法（回到上一个方法）。
acquireQueued（addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)）的参数是addWaiter方法的返回值，所以我们先看addwaiter方法
private Node addWaiter(Node mode) {
Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
// Try the fast path of enq; backup to full enq on failure
Node pred = tail;
if (pred != null) {
node.prev = pred;
if (compareAndSetTail(pred, node)) {
pred.next = node;
return node;
}
}
enq(node);
return node;
}1.将线程包装成Node节点，然后尝试把节点加入到等待链表的尾部。如果没成功进入2.
2.调用enq方法使用for循化一直尝试加入到链表。
private Node enq(final Node node) {
for (;;) {
Node t = tail;
if (t == null) { // Must initialize
if (compareAndSetHead(new Node()))
tail = head;
} else {
node.prev = t;
if (compareAndSetTail(t, node)) {
t.next = node;
return t;
}
}
}
}这里要注意，如果待加入的node节点是第一个，那么会先初始化头节点（属性都是null）。然后把node挂在head节点后面。
一句话总结，就是把当前的节点加入到等待链表中。
后面就会调用刚我们说的acquireQueued方法：
final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
boolean failed = true;
try {
boolean interrupted = false;
for (;;) {
final Node p = node.predecessor();
if (p == head && tryAcquire(arg)) {
setHead(node);
p.next = null; // help GC
failed = false;
return interrupted;
}
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
interrupted = true;
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}1.判断当前传过来的节点的上一个节点是否是头节点（头节点是获取到锁的节点），如果是就说明当前这个节点有机会能拿到锁，所以调用tryAcquire方法去尝试获取锁，tryAcquire最终会调用之前我们说的子类方法nonfairTryAcquire。
2.如果获取到锁，把当前节点设置成头节点，和上一个节点（head节点）断连关系（就是把头节点从链表中移除），返回false,代表获取到锁。
3.如果没获取到锁就会走 shouldParkAfterFailedAcquire。
注意：在这个for循环执行的线程有两种情况，一种就是刚说的;新的线程没获取到锁第一次进入这个方法。还有一种是之前的await()的线程被唤醒后也会继续执行一遍这个for循环的逻辑，看是否能获取到锁。
private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {
int ws = pred.waitStatus;
if (ws == Node.SIGNAL)
return true;
if (ws > 0) {
do {
node.prev = pred = pred.prev;
} while (pred.waitStatus > 0);
pred.next = node;
} else {
compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);
}
return false;
}1.获取前一个节点的状态，判断是否是signal，如果是直接返回了。
2.如果前一个节点的状态大于0（取消状态），就向上循环找到有郊的节点给建立关系。
3.如果前一个节点是正常状态,就把上一个节点的状态设置成signal（-1）。最终返回true（回到上一个方法）
调用了 parkAndCheckInterrupt
private final boolean parkAndCheckInterrupt() {
LockSupport.park(this);
return Thread.interrupted();
}这个方法很简单就是让当前线程进入等待状态。
到这里就开始排队获取锁了，等着持有锁的线程释放锁并唤醒吧。
释放锁
接下来我们看下解锁的代码
public void unlock() {
sync.release(1);
}
public final boolean release(int arg) {
if (tryRelease(arg)) {
Node h = head;
if (h != null && h.waitStatus != 0)
unparkSuccessor(h);
return true;
}
return false;
}
protected final boolean tryRelease(int releases) {
int c = getState() - releases;
if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())
throw new IllegalMonitorStateException();
boolean free = false;
if (c == 0) {
free = true;
setExclusiveOwnerThread(null);
}
setState(c);
return free;
}tryRelease方法是ReentrantLock类实现的方法（也是抽象方法，由子类实现）。
1.获取状态值，减去解锁的值。判断是不是等于0，如果等于说明已完成解锁，不等于0说明还要再次解锁（重入获取锁了）。
2.判断解锁的线程是否是持有锁的线程。如果不是则抛出异常。
3.设置state的值，然后返回解锁结果。（回到上一个方法）
public final boolean release(int arg) {
if (tryRelease(arg)) {
Node h = head;
if (h != null && h.waitStatus != 0)
unparkSuccessor(h);
return true;
}
return false;
}如果在子类实现中解锁成功，进行链表中等待节点（线程）的唤醒操作。
1.先判断了下是否有head，如果没有，说明没有等待线程。然后判断头节点的状态不等于初始化状态（一般情况下都是-1），
2.调用unparkSuccessor(h).进行唤醒操作。
private void unparkSuccessor(Node node) {
int ws = node.waitStatus;
if (ws < 0)
compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0);
Node s = node.next;
if (s == null || s.waitStatus > 0) {
s = null;
for (Node t = tail; t != null && t != node; t = t.prev)
if (t.waitStatus <= 0)
s = t;
}
if (s != null)
LockSupport.unpark(s.thread);
}1.先将头节点状态设置成0，
2.获取头节点的下一个节点，如果为空或状态等于已取消，则倒着循环，获取第一个（离head节点最近的节点）有郊节点。
3.调用lockSupport.unpark(thread)进行线程唤醒。
当我们这里唤醒了响应的节点后，被唤醒的线程就会执行之前说的那个for循环获取锁的逻辑。
final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
boolean failed = true;
try {
boolean interrupted = false;
for (;;) {
final Node p = node.predecessor();
if (p == head && tryAcquire(arg)) {
setHead(node);
p.next = null; // help GC
failed = false;
return interrupted;
}
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
interrupted = true;
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}这时被唤醒的线程就能获取到锁了（正常情况下能获取到，非公平锁有特别情况，就是插队情况。唤醒与醒之单被新线程获取到了锁），删除头节点，自己成为头节点。
整个大体流程就是这样的。
不过我们还有一块内容没说，就是在条件情况（队列为空时获取task被阻塞）下的await线程排队和唤醒流程。
有时间在补充下