独占模式

1.获取独占锁

1.1 acquire（）

/**
 * 获取独占锁，对中断不敏感。
 * 首先尝试获取一次锁，如果成功，则返回；
 * 否则会把当前线程包装成Node插入到队列中，在队列中会检测是否为head的直接后继，并尝试获取锁,
 * 如果获取失败，则会通过LockSupport阻塞当前线程，直至被释放锁的线程唤醒或者被中断，随后再次尝试获取锁，如此反复。
 */
public final void acquire(int arg) {
    if (!tryAcquire(arg) &&
        acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
        selfInterrupt();
}

1.2 addWaiter()

/**
 * 在队列中新增一个节点。
 */
private Node addWaiter(Node mode) {
    Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
    Node pred = tail;
    // 快速尝试
    if (pred != null) {
        node.prev = pred;
        // 通过CAS在队尾插入当前节点
        if (compareAndSetTail(pred, node)) {
            pred.next = node;
            return node;
        }
    }
    // 初始情况或者在快速尝试失败后插入节点
    enq(node);
    return node;
}

/**
 * 通过循环+CAS在队列中成功插入一个节点后返回。
 */
private Node enq(final Node node) {
    for (;;) {
        Node t = tail;
        // 初始化head和tail
        if (t == null) {
            if (compareAndSetHead(new Node()))
                tail = head;
        } else {
            /*
             * AQS的精妙就是体现在很多细节的代码，比如需要用CAS往队尾里增加一个元素
             * 此处的else分支是先在CAS的if前设置node.prev = t，而不是在CAS成功之后再设置。
             * 一方面是基于CAS的双向链表插入目前没有完美的解决方案，另一方面这样子做的好处是：
             * 保证每时每刻tail.prev都不会是一个null值，否则如果node.prev = t
             * 放在下面if的里面，会导致一个瞬间tail.prev = null，这样会使得队列不完整。
             */
            node.prev = t;
            // CAS设置tail为node，成功后把老的tail也就是t连接到node。
            if (compareAndSetTail(t, node)) {
                t.next = node;
                return t;
            }
        }
    }
}

1.3 acquireQueued()

/**
 * 在队列中的节点通过此方法获取锁，对中断不敏感。
 */
final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
    boolean failed = true;
    try {
        boolean interrupted = false;
        for (;;) {
            final Node p = node.predecessor();
            /*
             * 检测当前节点前驱是否head，这是试获取锁的资格。
             * 如果是的话，则调用tryAcquire尝试获取锁,
             * 成功，则将head置为当前节点。
             */
            if (p == head && tryAcquire(arg)) {
                setHead(node);
                p.next = null; // help GC
                failed = false;
                return interrupted;
            }
            /*
             * 如果未成功获取锁则根据前驱节点判断是否要阻塞。
             * 如果阻塞过程中被中断，则置interrupted标志位为true。
             * shouldParkAfterFailedAcquire方法在前驱状态不为SIGNAL的情况下都会循环重试获取锁。
             */
            if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                parkAndCheckInterrupt())
                interrupted = true;
        }
    } finally {
        if (failed)
            cancelAcquire(node);
    }
}

1.4

/**
 * 唤醒后继线程。
 */
private void unparkSuccessor(Node node) {
    int ws = node.waitStatus;
    // 尝试将node的等待状态置为0,这样的话,后继争用线程可以有机会再尝试获取一次锁。
    if (ws < 0)
        compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0);

    Node s = node.next;
    /*
     * 这里的逻辑就是如果node.next存在并且状态不为取消，则直接唤醒s即可
     * 否则需要从tail开始向前找到node之后最近的非取消节点。
     *
     * 这里为什么要从tail开始向前查找也是值得琢磨的:
     * 如果读到s == null，不代表node就为tail，参考addWaiter以及enq函数中的我的注释。
     * 不妨考虑到如下场景：
     * 1. node某时刻为tail
     * 2. 有新线程通过addWaiter中的if分支或者enq方法添加自己
     * 3. compareAndSetTail成功
     * 4. 此时这里的Node s = node.next读出来s == null，但事实上node已经不是tail，它有后继了!
     */
    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);
}

2.释放独占锁

释放独占锁，首先会调用tryRelease,在完全释放掉独占锁后，这时后继线程是可以取到独占锁的。

public final boolean release(int arg) {
    if (tryRelease(arg)) {
        /*
         * 此时的head节点可能有3种情况:
         * 1. null (AQS的head延迟初始化+无竞争的情况)
         * 2. 当前线程在获取锁时new出来的节点通过setHead设置的
         * 3. 由于通过tryRelease已经完全释放掉了独占锁，有新的节点在acquireQueued中获取到了独占锁，并设置了head

         * 第三种情况可以再分为两种情况：
         * （一）时刻1:线程A通过acquireQueued，持锁成功，set了head
         *          时刻2:线程B通过tryAcquire试图获取独占锁失败失败，进入acquiredQueued
         *          时刻3:线程A通过tryRelease释放了独占锁
         *          时刻4:线程B通过acquireQueued中的tryAcquire获取到了独占锁并调用setHead
         *          时刻5:线程A读到了此时的head实际上是线程B对应的node
         * （二）时刻1:线程A通过tryAcquire直接持锁成功，head为null
         *          时刻2:线程B通过tryAcquire试图获取独占锁失败失败，入队过程中初始化了head，进入acquiredQueued
         *          时刻3:线程A通过tryRelease释放了独占锁，此时线程B还未开始tryAcquire
         *          时刻4:线程A读到了此时的head实际上是线程B初始化出来的傀儡head
         */
        Node h = head;
        // head节点状态不会是CANCELLED，所以这里h.waitStatus != 0相当于h.waitStatus < 0
        if (h != null && h.waitStatus != 0)
            // 唤醒后继线程，此函数在acquire中已经分析过，不再列举说明
            unparkSuccessor(h);
        return true;
    }
    return false;
}

总结一下上面的逻辑：
1.调用tryRelease
2.如果tryRelease返回true也就是独占锁被完全释放，唤醒后继线程