前言
原文链接：https://www.jianshu.com/p/ed2b54398162
Java并发编程系列第四篇AbstractQueuedSynchronizer，文章风格依然是图文并茂，通俗易懂，本文带读者们深入理解AbstractQueuedSynchronizer设计思想。
内容大纲
image
基础
AbstractQueuedSynchronizer抽象同步队列简称A Q S，它是实现同步器的基础组件，如常用的ReentrantLock、Semaphore、CountDownLatch等。
A Q S定义了一套多线程访问共享资源的同步模板，解决了实现同步器时涉及的大量细节问题，能够极大地减少实现工作，虽然大多数开发者可能永远不会使用A Q S实现自己的同步器（J U C包下提供的同步器基本足够应对日常开发），但是知道A Q S的原理对于架构设计还是很有帮助的，面试还可以吹吹牛，下面是A Q S的组成结构。
image
三部分组成，state同步状态、Node组成的CLH队列、ConditionObject条件变量（包含Node组成的条件单向队列），下面会分别对这三部分做介绍。
先贴下AbstractQueuedSynchronizer提供的核心函数，混个脸熟就够了，后面会讲解
状态
getState()：返回同步状态
setState(int newState)：设置同步状态
compareAndSetState(int expect, int update)：使用C A S设置同步状态
isHeldExclusively()：当前线程是否持有资源
独占资源（不响应线程中断）
tryAcquire(int arg)：独占式获取资源，子类实现
acquire(int arg)：独占式获取资源模板
tryRelease(int arg)：独占式释放资源，子类实现
release(int arg)：独占式释放资源模板
共享资源（不响应线程中断）
tryAcquireShared(int arg)：共享式获取资源，返回值大于等于0则表示获取成功，否则获取失败，子类实现
acquireShared(int arg)：共享形获取资源模板
tryReleaseShared(int arg)：共享式释放资源，子类实现
releaseShared(int arg)：共享式释放资源模板
这里补充下，获取独占、共享资源操作还提供超时与响应中断的扩展函数，有兴趣的读者可以去AbstractQueuedSynchronizer源码了解。
同步状态
在A Q S中维护了一个同步状态变量state，getState函数获取同步状态，setState、compareAndSetState函数修改同步状态，对于A Q S来说，线程同步的关键是对state的操作，可以说获取、释放资源是否成功都是由state决定的，比如state>0代表可获取资源，否则无法获取，所以state的具体语义由实现者去定义，现有的ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock、Semaphore、CountDownLatch定义的state语义都不一样。
ReentrantLock的state用来表示是否有锁资源
ReentrantReadWriteLock的state高16位代表读锁状态，低16位代表写锁状态
Semaphore的state用来表示可用信号的个数
CountDownLatch的state用来表示计数器的值
CLH队列
CLH是A Q S内部维护的FIFO（先进先出）双端双向队列（方便尾部节点插入），基于链表数据结构，当一个线程竞争资源失败，就会将等待资源的线程封装成一个Node节点，通过C A S原子操作插入队列尾部，最终不同的Node节点连接组成了一个CLH队列，所以说A Q S通过CLH队列管理竞争资源的线程，个人总结CLH队列具有如下几个优点：
先进先出保证了公平性
非阻塞的队列，通过自旋锁和C A S保证节点插入和移除的原子性，实现无锁快速插入
采用了自旋锁思想，所以CLH也是一种基于链表的可扩展、高性能、公平的自旋锁
Node内部类
Node是A Q S的内部类，每个等待资源的线程都会封装成Node节点组成C L H队列、等待队列，所以说Node是非常重要的部分，理解它是理解A Q S的第一步。
image
列Node类中的变量都很好理解，只有waitStatus、nextWaiter没有细说，下面做个补充说明
waitStatus等待状态如下
image
nextWaiter特殊标记
Node在CLH队列时，nextWaiter表示共享式或独占式标记
Node在条件队列时，nextWaiter表示下个Node节点指针
流程概述
线程获取资源失败，封装成Node节点从C L H队列尾部入队并阻塞线程，某线程释放资源时会把C L H队列首部Node节点关联的线程唤醒（此处的首部是指第二个节点，后面会细说），再次获取资源。
image
入队
获取资源失败的线程需要封装成Node节点，接着尾部入队，在A Q S中提供addWaiter函数完成Node节点的创建与入队。
作者：代码指北
链接：https://www.jianshu.com/p/ed2b54398162
来源：简书
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。
