该系列博客主要分为上中下三篇分别介绍：AQS框架的原理、ReentrantLock上锁源码解析、ReentrantLock解锁源码解析
一、介绍
由于synchronize关键字在jdk1.6之前为重量级锁效率很低，每次对线程进行操作都需要涉及操作系统层面，于是并发大佬 Doug Lea 设计了JUC包，将线程同步操作提升到jdk级别，最差也是jvm级别。
队列同步器 AbstractQueuedSynchronizer，是用来构建锁或者其他同步器组件的基础框架，它使用了一个int成员变量表示同步状态，通过内置的FIFO队列来完成资源获取线程的排队工作，Doug Lea 期望他能够成为实现大部分同步需求的基础。
二、原理
AQS核心思想：
如果被请求的共享资源空闲，则将当前请求资源的线程设置为有效的工作线程，并且将共享资源设置为锁定状态。如果被请求的共享资源被占用，那么就需要一套线程阻塞等待以及被唤醒时锁分配的机制，这个机制AQS是用CLH队列锁实现的，即将暂时获取不到锁的线程加入到队列中。
CLH(Craig,Landin,and Hagersten)队列是一个虚拟的双向队列（虚拟的双向队列即不存在队列实例，仅存在结点之间的关联关系）。
AQS是将每条请求共享资源的线程封装成一个CLH锁队列的一个结点（Node）来实现锁的分配。
private transient volatile Node head; //队首
private transient volatile Node tail;//尾
private volatile int state;//锁状态，加锁成功则为1，重入+1 解锁则为0
AQS队列示意图：
Node类设计：
static final class Node {
volatile int waitStatus;
volatile Node prev;
volatile Node next;
volatile Thread thread;
}
简单来说：AQS将请求共享资源的线程封装成队列的结点（Node），通过CAS、自旋以及LockSupport.park()的方式，维护state变量的状态，使并发达到同步的效果。
维护state变量的状态，AQS提供了如下3种方法：
protected final int getState() {
return state;
}
protected final void setState(int newState) {
state = newState;
}
// 通过CAS，原子性的修改同步状态
protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) {
return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update);
}
三、AQS对资源共享的两种方式
- Exclusive（独占）：只有一个线程能执行，如ReentrantLock。又可分为公平锁和非公平锁。
- 公平锁：按照线程在队列中的排队顺序，先到者先拿到锁
- 非公平锁：当线程要获取锁时，无视队列顺序直接去抢锁，谁抢到就是谁的
- Share（共享）：多个线程可同时执行，如Semaphore、CountDownLatch、 CyclicBarrier、ReadWriteLock。
ReentrantReadWriteLock 可以看成是组合式，因为ReentrantReadWriteLock也就是读写锁允许多个线程同时对某一资源进行读，但又只允许一个线程进行写。
四、AQS采用模板方法模式
AQS设计底层基于模板方法模式：
使用者需要继承同步器并重写指定的方法，随后将同步器组合在自定义同步组件的实现中，并调用同步器提供的模板方法，而这些模板方法将会调用使用者从写的方法。
简单来说：
AQS框架提供了固定的代码逻辑模板方法，但其中的某些细节方法需要自己实现，而这些实现细节的方法，就是根据不同同步组件的功能来维护state的状态。
同步器可重写的方法：
| 方法名称 | 描述 |
|---|---|
| protected boolean tryAcquire(int arg) | 独占式获取同步状态，实现该方法需要查询当前状态并判断同步状态是否符合预期，然后在进行CAS设置同步状态 |
| protected boolean tryRelease(int arg) | 独占式释放同步状态，等待获取同步状态的线程将有机会获取获取同步状态 |
| protected int tryAcquireShared(int arg) | 共享式获取同步状态，返回大于等于0的值，表示获取成功，反之，获取失败 |
| protected boolean tryReleaseShared(int arg) | 共享式释放同步状态 |
| protected boolean isHeldExclusively() | 当前同步器是否在独占模式下被线程占用，一般该方法表示是否被当前线程所独占 |
AQS提供的模板方法较多，下面就简单列举几个常用的方法，想要自定义同步组件，就需要调用AQS提供的模板方法来实现。
| 方法名称 | 描述 |
|---|---|
| public final void acquire(int arg) | 独占式获取同步状态，如果当前线程获取同步状态成功，则由该方法返回，否则，将会进入同步队列等待，该方法将会调用重写的tryAcquire(int arg)方法 |
| public final boolean release(int arg) | 独占式的释放同步状态，该方法会在释放同步状态之后，将同步队列中第一个排队结点包含的线程唤醒 |
