背景：
AbstractQueuedSynchronizer(AQS)
public abstract class AbstractQueuedSynchronizer
extends AbstractOwnableSynchronizer
implements java.io.Serializable
介绍
- 提供一个框架，用于实现依赖先进先出（FIFO）等待队列的阻塞锁和相关同步器（信号量，事件等）。 该类被设计为大多数类型的同步器的有用依据，这些同步器依赖于单个原子
int值来表示状态。 子类必须定义改变此状态的受保护方法，以及根据该对象被获取或释放来定义该状态的含义。 给定这些，这个类中的其他方法执行所有排队和阻塞机制。 子类可以保持其他状态字段，但只以原子方式更新int使用方法操纵值getState()，setState(int)和compareAndSetState(int, int)被跟踪相对于同步。 - 子类应定义为非公共内部助手类，用于实现其封闭类的同步属性。
AbstractQueuedSynchronizer类不实现任何同步接口。 相反，它定义了一些方法，如acquireInterruptibly(int)，可以通过具体的锁和相关同步器来调用适当履行其公共方法。 - 此类支持默认独占模式和共享模式。【使用模板模式来定义是独占还是共享模式】 当以独占模式获取时，尝试通过其他线程获取不能成功。 多线程获取的共享模式可能（但不需要）成功。 除了在机械意义上，这个类不理解这些差异，当共享模式获取成功时，下一个等待线程（如果存在）也必须确定它是否也可以获取。 在不同模式下等待的线程共享相同的FIFO队列。 通常，实现子类只支持这些模式之一，但是两者都可以在
ReadWriteLock中发挥作用 。 仅支持独占或仅共享模式的子类不需要定义支持未使用模式的方法。 - 这个类定义的嵌套
AbstractQueuedSynchronizer.ConditionObject可用于作为一类Condition由子类支持独占模式用于该方法的实施isHeldExclusively()份报告是否同步排他相对于保持在当前线程，方法release(int)与当前调用getState()值完全释放此目的，和acquire(int)，给定此保存的状态值，最终将此对象恢复到其先前获取的状态。AbstractQueuedSynchronizer方法将创建此类条件，因此如果不能满足此约束，请勿使用该约束。AbstractQueuedSynchronizer.ConditionObject的行为当然取决于其同步器实现的语义。 - 该类为内部队列提供检查，检测和监控方法，以及条件对象的类似方法。 这些可以根据需要导出到类中，使用
AbstractQueuedSynchronizer进行同步机制。 - 此类的序列化仅存储底层原子整数维持状态，因此反序列化对象具有空线程队列。 需要可序列化的典型子类将定义一个
readObject方法，可以将其恢复为readObject时的已知初始状态。
用法
使用这个类用作同步的基础上，重新定义以下方法，【即在同步器中定义内部类重写下面的方法】，如适用，通过检查和/或修改使用所述同步状态
getState()，setState(int)或compareAndSetState(int,int)【通过这三个方法来保证原子性和线程安全性】：tryAcquire(int)独占模式获取锁tryRelease(int)独占模式释放锁tryAcquireShared(int)共享模式获取锁tryReleaseShared(int)共享模式释放锁isHeldExclusively()是否是独占式
每个这些方法默认抛出
UnsupportedOperationException。 这些方法的实现必须是线程安全的，通常应该是短的而不是阻止的。 定义这些方法是唯一支持使用此类的方法。 所有其他方法都被声明为final，因为它们不能独立变化。看下面的源码分析前可先观看多线程高并发编程(2) -- 可重入锁介绍和自定义
一.ReentrantLock的lock和unlock源码解析
lock流程：
- 调用同步器Sync的抽象方法lock，由公平锁FairSync实现
- 调用AQS的acquire获取锁
- 尝试获取锁：公平锁FairSync的tryAcquire
- 第一次获取锁，若队列没有前节点和设置状态成功，存储当前线程，返回true，表示获取成功；
- 如果是重入获取，锁持有数量+1；
- 获取锁失败，把当前线程加入等待队列中，并对等待队列进行阻塞，不断竞争获取锁：acquireQueued遍历等待队列addWaiter，若有头节点则从队列中取出来，若没有则进行中断；
- 尝试获取锁：公平锁FairSync的tryAcquire
unlock流程：
- 调用同步器的release方法，有AQS实现；
- tryRelease释放锁，由Sync实现
- 锁数量-1；
- 当前线程和保存的线程不一致抛出异常；
- 锁数量为0则进行释放锁，把独占线程设置为null，修改状态；
//===========================ReentrantLock源码===============================
public class ReentrantLock implements Lock, java.io.Serializable {
private final Sync sync;//同步器
public void lock() {//获取锁
sync.lock();//调用同步器Sync的lock，由FairSync实现
}
public void unlock() {//使用锁
sync.release(1);//调用同步器的release，由AQS实现
} //内部类，同步器继承AQS，实现tryRelease释放锁
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer{
abstract void lock();//获取锁抽象方法，由FairSync实现
//===========================释放锁===============================
protected final boolean tryRelease(int releases) {
int c = getState() - releases;//锁数量-1
//当前线程和保存的线程不一致
if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())
throw new IllegalMonitorStateException();
boolean free = false;
if (c == 0) {//持有的锁数量为0
free = true;//释放锁
setExclusiveOwnerThread(null);//当前独占线程为null
}
setState(c);//设置状态
return free;
}
} //内部类，公平锁继承同步器，实现lock方法
static final class FairSync extends Sync {
//===========================获取锁===============================
final void lock() {
acquire(1);//调用AQS的acquire
}
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
final Thread current = Thread.currentThread();//获得当前线程
/**getState是AQS的Node的waitStatus，其值有
*CANCELLED = 1
*SIGNAL = -1
*CONDITION = -2
*PROPAGATE = -3
*/
int c = getState();
//c初始值为0，0表示不是以上的状态；hasQueuedPredecessors之前是否有节点，
//如果是true表示这个线程的前面还有节点应该让前面的节点先获取锁，当前线程获取失败；
//【非公平锁少了hasQueuedPredecessors这个判断】
//compareAndSetState CAS比较，设置当前状态为1；setExclusiveOwnerThread当前线程设置为独占线程
if (c == 0) {
if (!hasQueuedPredecessors() &&
compareAndSetState(0, acquires)) {
setExclusiveOwnerThread(current);
return true;//获取成功
}
}
else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {//如果是当前线程，表示重入
int nextc = c + acquires;//锁数量+1
if (nextc < 0)//小于0表示溢出
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
setState(nextc);//更新状态
return true;//获取成功
}
return false;//获取失败
}
}
} //=============AbstractQueuedSynchronizer源码==============
public abstract class AbstractQueuedSynchronizer
extends AbstractOwnableSynchronizer
implements java.io.Serializable{
//===========================获取锁===============================
//以独占模式获取，忽略中断。通过调用至少一次tryAcquire(int)实现，成功返回。否则线程排队，
//可能会重复阻塞和解除阻塞，直到成功才调用tryAcquire(int)。
public final void acquire(int arg) {//FairSync的lock调用
//tryAcquire获取锁；acquireQueued线程加入到了等待队列中，进行阻塞等待，竞争获取锁；
//addWaiter其他线程获取锁失败添加到等待队列中；Node.EXCLUSIVE节点独占，为null
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();
}
protected boolean tryAcquire(int arg) {//acquire调用，由FairSync实现
throw new UnsupportedOperationException();
}
final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {//acquire调用
boolean failed = true;
try {
boolean interrupted = false;
for (;;) {
final Node p = node.predecessor();//获取前一个节点
if (p == head && tryAcquire(arg)) {//如果获取的节点为头节点并且获取到锁
setHead(node);//当前节点设置为头节点
p.next = null;//头节点下一节点为空，即把当前节点从队列中移除出来
failed = false;
return interrupted;
}
//当前节点不是头节点，parkAndCheckInterrupt让当前线程处于阻塞等待状态由其他线程唤醒
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
interrupted = true;
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}
private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {//acquireQueued调用
int ws = pred.waitStatus;//获取前一节点的等待状态
if (ws == Node.SIGNAL)//如果状态为唤醒状态
return true;
if (ws > 0) {//处于CANCELLED状态
do {
node.prev = pred = pred.prev;//1.把所有处于CANCELLED状态的节点移除
} while (pred.waitStatus > 0);
pred.next = node;//2.把所有处于CANCELLED状态的节点移除
} else {
compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);//设置为SIGNAL状态
}
return false;
}
private Node addWaiter(Node mode) {//acquireQueued的参数，在acquire中调用
Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);//创建Node,当前线程指向node
Node pred = tail;//前节点指向尾节点【双向链表】
if (pred != null) {//尾节点不为空
node.prev = pred;//当前线程节点指向尾节点
if (compareAndSetTail(pred, node)) {//CAS比较，把当前线程节点更新为尾节点
pred.next = node;//前尾节点的下一节点指向当前尾节点
return node;
}
}
enq(node);//如果尾节点为空，把当前节点放到一个初始化节点或添加到节点中做为尾节点
return node;
}
private Node enq(final Node node) {//addWaiter调用
for (;;) {
Node t = tail;
if (t == null) { // 尾节点为空
if (compareAndSetHead(new Node()))//创建新节点并维护一个头节点
tail = head;//把当前节点设置为头节点
} else {
node.prev = t;//当前节点指向尾节点
if (compareAndSetTail(t, node)) {//把当前节点更新为尾节点
t.next = node;//前尾节点的下一节点指向当前尾节点
return t;
}
}
}
}
static void selfInterrupt() {//acquire调用
Thread.currentThread().interrupt();//当前线程中断
}
//===========================释放锁===============================
public final boolean release(int arg) {//ReentrantLock的unlock调用
if (tryRelease(arg)) {//当前线程锁释放成功，唤醒其他线程进行资源的竞争
Node h = head;
if (h != null && h.waitStatus != 0)
unparkSuccessor(h);
return true;
}
return false;
}
protected boolean tryRelease(int arg) {//release调用，由Sync实现
throw new UnsupportedOperationException();
}
}
备注：公平锁是针对锁的获取而言，如果一个锁是公平的，那么锁的获取顺序就应该符合请求的绝对时间顺序；非公平锁会进行插队获取锁；
二.AQS重写锁
流程：
- 实现Lock，重写实现方法lock、lockInterruptibly、tryLock、unlock、newCondition；
- 内部类继承AQS，重写tryAcquire和tryRelease；
public class MyAQSLock implements Lock{
private MyAQS myAQS;
private class MyAQS extends AbstractQueuedSynchronizer{
@Override
protected boolean tryAcquire(int arg) {
int state = getState();//获取状态
Thread thread = Thread.currentThread();
if(state==0){//线程第一次进来获取，状态为0，表示可以拿到锁
if(compareAndSetState(0,arg)){//更新状态
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());//设置为独占线程，其他线程进来进入等待
return true;//获取成功
}
}else if(getExclusiveOwnerThread()== thread){//重入，存储线程等于当前线程
setState(state+1);//锁数量+1
return true;
}
return false;//获取失败
}
@Override
protected boolean tryRelease(int arg) {
//当前线程不是存储线程
if(Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread()){
throw new RuntimeException();
}
int state = getState()-arg;//锁数量-1
boolean flag = false;
if(state==0){//锁数量为0
setExclusiveOwnerThread(null);//独占锁为null，表示可以让其他线程进来竞争获取资源了
flag=true;
}
setState(state);//更新状态
return flag;
}
public ConditionObject newConditonObject(){
return new ConditionObject();
}
}
@Override
public void lock() {
myAQS.acquire(1);
}
@Override
public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
myAQS.acquireInterruptibly(1);
}
@Override
public boolean tryLock() {
return myAQS.tryAcquire(1);
}
@Override
public boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
return myAQS.tryAcquireNanos(1,unit.toNanos(time));
}
@Override
public void unlock() {
myAQS.release(1);
}
@Override
public Condition newCondition() {
return myAQS.newConditonObject();
}
}