Java的AQS是个什么东西?它的原理你知道吗？

如果觉得我的文章还不错的话就点个赞吧，另外可以微信搜索【佘凡架构师】阅读更多的好文章，获取我为大家准备的资料。

AQS(Abstract Queued Synchronizer)翻译过来就是抽象队列同步器，是juc并发包下locks中的一个抽象class。包括ReentrantLock，ReentrantReadWriteLock，Semaphore，CountDownLatch，CyclicBarrier等都用到了AQS。

它其实就是多个线程在同时执行时，通过CAS的方式去更新AQS的state值。CAS在硬件层面保证了同时只有一个线程可操作，一个线程加锁成功，其他的失败。加锁成功的线程会设置exclusiveOwnerThread = 当前线程，并state=1。重入次数的话会在state值上做累加。

加锁失败的线程则会放入一个锁池队列，这样当上一个线程释放锁时，下一个线程就能够直接上去把锁拿到。

AQS默认是非公平锁，当线程A锁释放state=0，exclusiveOwnerThread = null，然后唤醒线程B去获取锁，但是这个时候突然来了一个线程D，二话不说直接执行CAS把锁抢占了，更新state=1，加锁成功。所以线程B只能再次回到等待队列中。

AQS的公平锁指的是公平竞争，会提前判断等待队列中是否有线程正在等待，若有等待，直接进入等待队列的队尾。哪怕state=0，exclusiveOwnerThread = null也是如此。

我们简单创建一个重入锁来跟踪一下代码原理

public void method(){
    ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    lock.lock();
    //执行逻辑代码
    lock.unlock();
}

ReentrantLock构造器

public ReentrantLock() {
		//默认是非公平锁
        sync = new NonfairSync();
    }

ReentrantLock#lock

public void lock() {
	//调用非公平锁的lock方法
      sync.lock();
   }

final void lock() {
	//执行CAS
   if (compareAndSetState(0, 1))
   		//成功获取锁，设置exclusiveOwnerThread = 当前线程
        setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
    else
    	//否则再尝试一次
        acquire(1);
}

AbstractQueuedSynchronizer#acquire

public final void acquire(int arg) {
	//尝试再次加锁，若不成功则把当前线程放入等待队列中
	//最后阻塞该队列
    if (!tryAcquire(arg) &&
        acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
        selfInterrupt();
}

Reentrant.NonfairSync#tryAcquire

protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
  return nonfairTryAcquire(acquires);
}

final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
   final Thread current = Thread.currentThread();
   int c = getState();
   //再判断一次，state=0
   if (c == 0) {
   		//进行加锁
       if (compareAndSetState(0, acquires)) {
           //加锁成功
           setExclusiveOwnerThread(current);
           return true;
       }
   }
   //判断当前线程是否重入
   else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
       //重入次数++
       int nextc = c + acquires;
       if (nextc < 0) // overflow
           throw new Error("Maximum lock count exceeded");
       //设置重入次数
       setState(nextc);
       return true;
   }
   return false;
}

AbstractQueuedSynchronizer#addWaiter

private Node addWaiter(Node mode) {
	//创建node元素
     Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
     Node pred = tail;
     //若最后一个node不为空
     if (pred != null) {
     	//该node的上一个就是最后一个(当前node加在最后)
         node.prev = pred;
         if (compareAndSetTail(pred, node)) {
             pred.next = node;
             return node;
         }
     }
     //初始化设置，
     enq(node);
     return node;
 }

AbstractQueuedSynchronizer#acquireQueued

final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
   boolean failed = true;
   try {
       boolean interrupted = false;
       //for无限循环
       for (;;) {
       	   //获取最后一个节点(当前节点)的上一个
           final Node p = node.predecessor();
           //若上一个是头部节点，并且加锁成功了
           if (p == head && tryAcquire(arg)) {
               //就把当前节点设置头节点
               setHead(node);
               p.next = null; // help GC
               failed = false;
               //这样不阻塞，一会再试一次看看能不能加锁成功
               return interrupted;
           }
           if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
               parkAndCheckInterrupt())
               interrupted = true;
       }
   } finally {
       if (failed)
           cancelAcquire(node);
   }
}