我们常见的并发锁ReentrantLock、CountDownLatch、Semaphore、CyclicBarrier都是基于AQS实现的，所以如果不了解AQS的原理实现，你不能说你懂Java锁。上一篇文章讲了AQS的加锁过程。本文就来看看AQS具体的源码实现。先回顾一下AQS加锁过程1.AQS加锁过程AQS加锁过程并不复杂。只要了解了同步队列和条件队列，以及它们之间的数据流转，就可以完全理解AQS。多个线程竞争AQS锁时，如果有线程获取到锁，则设置owner线程为不竞争锁的线程，阻塞在同步队列中（同步队列采用双向链表和尾插入方式).持有锁的线程调用await方法，释放锁，追加到条件队列的尾部（条件队列采用单链表和尾插入方式）。持有锁的线程调用signal方法，唤醒条件队列的头节点，转移到同步队列的尾部。同步队列的头节点先获取锁，了解AQS加锁流程后，看源码就很容易理解了。2.AQS的数据结构//继承自AbstractOwnableSynchronizer，目的是为了记录哪个线程占用了锁publicabstractclassAbstractQueuedSynchronizerextendsAbstractOwnableSynchronizer{//同步状态，0表示没有锁，每次锁+1，释放锁-1privatevolatile内部状态；//同步队列头尾节点privatetransientvolatileNodehead;privatetransientvolatile节点尾部；//Node节点，用于包装线程并放入队列中staticfinalclassNode{//节点中的线程volatileThreadthread;//节点状态volatileintwaitStatus;//同步队列的前驱节点和后继节点volatileNodeprev;接下来是可变节点；//条件队列的后继节点NodenextWaiter;}//条件队列publicclassConditionObjectimplementsCondition{//条件队列的头节点和尾节点privatetransientNodefirstWaiter;私有瞬态节点lastWaiter；}}首先，AQS继承自AbstractOwnableSynchronizer，其实就是记录哪个线程占用了锁。公共抽象类AbstractOwnableSynchronizer{privatetransientThreadexclusiveOwnerThread;//设置占用锁的线程protectedfinalvoidsetExclusiveOwnerThread(Threadthread){exclusiveOwnerThread=thread;所有的线程都需要打包成Node节点。虽然同步队列和条件队列都是由Node节点组成，但是同步队列使用prev和next构成双向链表，nextWaiter只是用来表示是共享模式还是独占模式。条件队列没有使用Node中的prev和next属性，而是使用nextWaiter构成单向链表。这个复用对象的设计思路值得学习。同步队列头节点是哑节点，里面没有存放线程对象。当然，头节点也可以被认为是当前持有锁的线程正在使用。Node节点的状态（waitStatus）有5种：1canceled：表示该线程已经被取消0Initialization：Node节点的默认值-1signal：表示该节点线程将唤醒下一个节点线程inthesynchronizationqueueafterthereleaselock-2condition:当前节点在conditionqueue-3propagate:释放共享资源时，会向后传播释放其他共享节点（共享模式下使用）3.AQS方法概述AQS支持独占和共享两种访问资源的模式（独占模式也称为独占模式）。独占模式的方法：//lockacquire();//加一个可中断的锁acquireInterruptibly();//一段时间内，如果加锁不成功，则不加tryAcquireNanos(intarg,longnanosTimeout);//释放锁release();共享模式方法：//lockacquireShared();//加一个可中断的锁acquireSharedInterruptibly();//一段时间内，如果加锁不成功，则不加tryAcquireSharedNanos(intarg,longnanosTimeout);//释放锁releaseShared();独占模式和共享模式的方法并没有实现具体的加锁和释放逻辑，AQS只是定义了加锁和释放的抽象方法。留给子类实现的抽象方法：//添加独占锁protectedbooleantryAcquire(intarg){thrownewUnsupportedOperationException();}//释放独占锁protectedbooleantryRelease(intarg){thrownewUnsupportedOperationException();}//添加sharedlockprotectedinttryAcquireShared(intarg){thrownewUnsupportedOperationException();}//释放共享锁protectedbooleantryReleaseShared(intarg){thrownewUnsupportedOperationException();}//判断当前线程是否持有锁protectedbooleanisHeldExclusively(){thrownewUnsupportedOperationException();}这里用到了设计模式中的模板模式。父类AQS定义了加锁和释放锁的过程，子类ReentrantLock、CountDownLatch、Semaphore、CyclicBarrier负责实现具体的Lock和释放锁逻辑。这不是面试知识点吗？面试官又会问你，你见过哪些使用设计模式的框架源码？你可以回答说AQS源码中使用了模板模式，blahblahblah，妥妥的加分项！4.AQS源码分析整个加锁过程如下：先看加锁方法源码：4.1Locking//加锁方法，参数为1publicfinalvoidacquire(intarg){//1.首先尝试获取锁，如果获取成功，则设置state+1，exclusiveOwnerThread=currentThread（子类实现）if(!tryAcquire(arg)&&//2.如果获取不成功，将线程组装成Nodenode并将其追加到同步队列的末尾}}再看addWaiter方法的源码，作用是将线程组装成一个Node节点，追加到队列的同步端。//追加到同步队列的尾部，参数为共享模式或独占模式privateNodeaddWaiter(Nodemode){//1.组装成一个Node节点Nodenode=newNode(Thread.currentThread(),mode);节点pred=tail；if(pred!=null){node.prev=pred;//2.当多线程竞争不激烈时，通过CAS方法追加到同步队列尾部if(compareAndSetTail(pred,node)){pred.下一个=节点；返回节点；}}//3.在多线程竞争激烈的情况下，使用死循环保证追加到同步队列的尾部enq(node);returnnode;}//创建一个Node节点，参数为线程，共享模式或独占模式Node(Threadthread,Nodemode){this.thread=thread;this.nextWaiter=mode;}//通过无限循环追加到同步队列的末尾privateNodeenq(finalNodenode){for(;;){Nodet=tail;if(t==null){if(compareAndSetHead(newNode()))tail=head;}else{node.prev=t;if(compareAndSetTail(t,node)){t.next=node;返回吨;}}}}看一下addWaiter方法外层的acquireQueued方法。作用是：追加到同步队列尾部后，判断前驱如果是头节点，说明它最先加入同步队列，然后尝试获取锁。如果成功获取到锁，则将自己设置为头节点。如果前驱节点不是头节点，或者获取锁失败，则逆序遍历同步队列，寻找可以唤醒自己的节点。最后，自信的把自己挂了//追加到同步队列尾部后，再次尝试获取锁finalbooleanacquireQueued(finalNodenode,intarg){booleanfailed=true;尝试{布尔中断=false;for(;;){//1.找到前驱节点finalNodep=node.predecessor();//2.如果前驱节点是头节点，则再次尝试获取锁if(p==head&&tryAcquire(arg)){//3.成功获取锁后，将自己设为头节点setHead(节点）;p.next=null;失败=假；返回中断；}//4.如果仍然没有获取到锁，寻找一个可以唤醒自己的节点}}finally{if(failed)cancelAcquire(node);}}再看看shouldParkAfterFailedAcquire方法，怎么找到自己唤醒的节点呢？你为什么要找这个节点？//加入同步队列后，寻找可以唤醒自己的节点privatestaticbooleanshouldParkAfterFailedAcquire(Nodepred,节点node){intws=pred.waitStatus;//1.如果前驱节点的状态已经是SIGNAL（释放锁后需要唤醒后继节点），则无需操作if(ws==Node.SIGNAL)returntrue;//2.如果前驱节点的状态为取消，则继续向前遍历if(ws>0){do{node.prev=pred=pred.prev;}while(pred.waitStatus>0);pred.next=节点；}else{//3.找到一个没有取消的节点，将节点状态设置为SIGNALcompareAndSetWaitStatus(pred,ws,Node.SIGNAL);}returnfalse;}从代码中可以清楚的看出，目的是找到一个不在cancel状态的节点，将该节点的状态设置为SIGNAL状态为SIGNAL的节点。释放锁后，需要唤醒其后继节点。简单的理解就是：小弟刚来，特地来通知老板，有什么好东西，请多告诉小弟。再看一下释放锁的逻辑。4.2释放锁释放锁的过程如下：释放锁的代码逻辑比较简单：//释放锁publicfinalbooleanrelease(intarg){//1.首先尝试释放锁，如果成功，则设置state-1，exclusiveOwnerThread=null（由子类实现）if(tryRelease(arg)){Nodeh=head;//2.如果同步队列中还有其他节点，则唤醒下一个节点if(h!=null&&h.waitStatus!=0)//3.唤醒后继节点unparkSuccessor(h);返回真；}returnfalse;}再看唤醒后继节点的方法//唤醒后继节点privatevoidunparkSuccessor(Nodenode){intws=node.等待状态；//1.如果头节点没有取消，则重置为初始状态if(ws<0)compareAndSetWaitStatus(node,ws,0);节点s=node.next;//2.如果后继节点为null或者取消状态if(s==null||s.waitStatus>0){s=null;//3.从队尾遍历寻找有效节点for(Nodet=tail;t!=null&&t!=node;t=t.prev)if(t.waitStatus<=0)s=吨;}//3.唤醒这个有效节点if(s!=null)LockSupport.unpark(s.thread);}4.3await等待await等待过程：持有锁的线程可以调用await方法，效果是：释放锁，并附加到条件队列的末尾//等待方法publicfinalvoidawait()throwsInterruptedException{//如果线程被中断，则中断if(Thread.interrupted())thrownewInterruptedException();//1.追加到条件队列的末尾Nodenode=addConditionWaiter();//2.释放锁intsavedState=fullyRelease(node);中断模式=0;//3.可能刚加入条件队列就转入同步队列。如果它仍然在条件队列中，您可以安全地挂起Start自己while(!isOnSyncQueue(node)){LockSupport.park(this);如果（（interruptMode=checkInterruptWhileWaiting（节点））！=0）中断；}//4.如果已经转入同步队列，尝试获取锁if(acquireQueued(node,savedState)&&interruptMode!=THROW_IE)interruptMode=REINTERRUPT;if(node.nextWaiter!=null)//5.清除条件队列中取消的节点unlinkCancelledWaiters();if(interruptMode!=0)reportInterruptAfterWait(interruptMode);}再看看addConditionWaiter方法，它是怎么追加到条件队列尾部的？//附加到条件队列的末尾privateNodeaddConditionWaiter(){Nodet=lastWaiter;//1.清除取消的节点并找到有效节点if(t!=null&&am;t.waitStatus!=Node.CONDITION){unlinkCancelledWaiters();t=最后一个服务员；}//2.创建状态为-2的Node节点（表示在条件队列中）Nodenode=newNode(Thread.currentThread(),Node.CONDITION);//3.附加到条件队列的末尾if(t==null)firstWaiter=node;否则t.nextWaiter=节点；lastWaiter=节点；条件队列的头节点，追加到同步队列的尾部//唤醒条件队列的头节点publicfinalvoidsignal(){//1.只有持有锁的线程才能调用signal方法if(!isHeldExclusively())thrownewIllegalMonitorStateException();//2.找到条件队列头节点Nodefirst=firstWaiter;if(first!=null)//3.开始唤醒doSignal(first);}//实际唤醒方法privatevoiddoSignal(Nodefirst){do{//4.从条件队列中取出头节点if((firstWaiter=first.nextWaiter)==null)lastWaiter=null;first.nextWaiter=null;//5.使用无限循环，一定要转移一个节点到同步队列}while(!transferForSignal(first)&&(first=firstWaiter)!=null);}怎么转移到同步队列尾部的？//实际传输方法finalbooleantransferForSignal(Nodenode){//1.将节点状态从CONDITION更改为0if(!compareAndSetWaitStatus(node,Node.CONDITION,0))returnfalse;//2.使用无限循环的方法，追加到同步队列的末尾（如前所述）Nodep=enq(node);intws=p.waitStatus;//3.设置前驱节点状态为SIGNAL（通知他，别忘了叫醒小弟）if(ws>0||!compareAndSetWaitStatus(p,ws,Node.SIGNAL))LockSupport.unpark(node.thread);returntrue;}5.小结看完AQS的全部源码，你是否完全理解了AQS加锁、释放锁、同步队列和条件队列之间数据流转的逻辑？连AQS都这么复杂ReentrantLock的源码你已经搞清楚了，下一篇文章带你学习ReentrantLock的源码，应该会容易很多。
