AQS详解

4. AQS

4.1. AQS的认识

1）所属层次

2）AQS介绍
AQS（AbstractQueuedSynchronizer）就是抽象的队列式的同步器，是一个Java提供的底层同步工具类，AQS定义了一套多线程访问共享资源的同步器框架，许多同步类实现都依赖于它，用一个int类型的变量表示同步状态，并提供了一系列的CAS操作来管理这个同步状态。
3）AQS主要作用
AQS的主要作用是为Java中的并发同步组件提供统一的底层支持，如常用的ReentrantLock/Semaphore/CountDownLatch等等就是基于AQS实现的。
4）AQS使用方法
用法是通过继承AQS实现其模版方法，然后将子类作为同步组件的内部类。
5）同步队列
同步队列是AQS很重要的组成部分，它是一个双端队列，遵循FIFO原则，主要作用是用来存放在锁上阻塞的线程，当一个线程尝试获取锁时，如果已经被占用，那么当前线程就会被构造成一个Node节点加入到同步队列的尾部，队列的头节点是成功获取锁的节点，当头节点线程释放锁时，会唤醒后面的节点并释放当前头节点的引用。

同步队列维护了一个volatile int state（代表共享资源）和一个FIFO线程等待队列（多线程争用资源被阻塞时会进入此队列）。state的访问方式有三种:
getState()
setState()
compareAndSetState()
6）资源共享方式
AQS定义两种资源共享方式：
Exclusive 独占，只有一个线程能执行，如ReentrantLock
Share 共享，多个线程可同时执行，如Semaphore/CountDownLatch
不同的自定义同步器争用共享资源的方式也不同，一般来说，自定义同步器要么是独占方法，要么是共享方式，只需实现tryAcquire-tryRelease、tryAcquireShared-tryReleaseShared中的一种即可。但AQS也支持自定义同步器同时实现独占和共享两种方式，如ReentrantReadWriteLock。
自定义同步器实现时主要实现以下几种方法：
isHeldExclusively() 该线程是否正在独占资源。只有用到condition才需要去实现它。
tryAcquire(int) 独占方式。尝试获取资源，成功则返回true，失败则返回false。
tryRelease(int) 独占方式。尝试释放资源，成功则返回true，失败则返回false。
tryAcquireShared(int) 共享方式。尝试获取资源。负数表示失败；0表示成功，但没有剩余可用资源；正数表示成功，且有剩余资源。
tryReleaseShared(int) 共享方式。尝试释放资源，如果释放后允许唤醒后续等待结点返回true，否则返回false
具体线程等待队列的维护（如获取资源失败入队/唤醒出队等），AQS已经在顶层实现好了。