AbstractQueuedSynchronizer是并發(fā)的一個關鍵基礎類,，它是很多并發(fā)類的構成基礎，比如ReentrantLock,、CountDownLatch等,，了解了它其他類就簡單明了了,。

基礎結構

AbstractQueuedSynchronizer（后面簡稱AQS）繼承AbstractOwnableSynchronizer類，AbstractOwnableSynchronizer類只有一個屬性“private transient Thread exclusiveOwnerThread;”以及他的get\set方法,，可以用來表示當前獨占鎖持有的線程,。

AQS是一個抽象類，并且構造方法是protected的,，所以只能繼承使用,。

AQS包含一個int型的state和一個鏈表，state用來表示資源狀態(tài),，比如ReentrantLock用state的0,、1來表示鎖是否已經被獲取，鏈表用來保存阻塞的線程,。所以AQS有三個屬性state,、head（鏈表的頭節(jié)點）、tail（鏈表的尾節(jié)點）,。

鏈表結構是一個AQS的內部類Node,Node類包含屬性有：

waitStatus：狀態(tài),，取消（取消獲取鎖），掛起（表示包含的線程正在掛起狀態(tài)）,，等待等狀態(tài),；

prev：節(jié)點的前一個節(jié)點；

next：節(jié)點后一個節(jié)點

thread：節(jié)點對應阻塞的線程,，

nextWaiter：用來表示節(jié)點類型,，是獨占鎖還是共享鎖；

基礎方法

AQS有三個final的基礎方法getState() ,、setState(int newState) ,、 compareAndSetState(int expect, int update) ，由于state是用volatile修飾的,，所以簡單的get\set方法也能得到正確的結果,，然后compareAndSetState方法是采用cas方式修改state。

需重寫方法

AQS還定義了5個需要子類去重寫的方法,，方法內部并沒有實現(xiàn)任何代碼,，而是直接拋出UnsupportedOperationException異常，這5個方法為 tryAcquire(int arg),、tryRelease(int arg),、tryAcquireShared(int arg)、tryReleaseShared(int arg),、 isHeldExclusively()，根據(jù)名字能夠猜到大概意思是獲取鎖,、釋放鎖等功能,。

AQS定義了這個幾個方法主要是讓各自的實現(xiàn)類根據(jù)各自的情況來管理state,，比如ReentrantLock中的實現(xiàn)類的tryAcquire方法就是嘗試把state的只設置為1，Semaphor中實現(xiàn)的tryAcquireShared則是嘗試把state減少一定的數(shù)量,。不同的實現(xiàn)類實現(xiàn)不同的就能實現(xiàn)不同的阻塞,，比如ReentrantLock中state為1表示鎖已被獲取，Semaphor中state小于0表示信號量已用盡,，所以這些實現(xiàn)都是把state當成資源,，一旦state達到某種狀態(tài)，表示資源耗盡,，一般都會阻塞線程,。

已實現(xiàn)的模板方法

模板方法是AQS中對外的最關鍵的方法，是擴展其他功能的基礎方法,，方法提供的最主要的功能就是獲取資源或阻塞線程,，釋放資源喚醒線程，主要幾個方法如下：

acquire(int arg) ：先調用tryAcquire方法嘗試獲取資源,，如果失敗通過acquireQueued方法阻塞線程同時生成一個節(jié)點并設置進鏈表的尾部,。

acquireInterruptibly(int arg)：與上一個功能類似，在獲取資源的過程中會多次判斷線程是否中斷,，如果中斷則拋出中斷異常,。

tryAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout)：一定時間內沒有獲取到就不會再獲取了。

release(int arg)：會調用tryRelease成功后,，會喚醒后面節(jié)點中的線程,；

acquireShared(int arg)：調用tryAcquireShared獲取共享資源，如果失敗會阻塞線程并創(chuàng)建一個共享節(jié)點加入到鏈表中,；

acquireSharedInterruptibly(int arg)：與上一個方法相似,，不過在獲取資源與排隊的過程中會校驗線程的中斷狀態(tài)，如果線程狀態(tài)會中斷則會直接拋出異常,；

tryAcquireSharedNanos(int arg, long nanosTimeout)：一定時間內沒有獲取到共享鎖則失?。?/span>

releaseShared(int arg)：先釋放資源,，在喚醒隊列后面的節(jié)點中的線程,；

   這幾個方法都是結合上一節(jié)中需重寫的方法執(zhí)行的結果來進行下一步操作，比如acquire方法會先調用tryAcquire方法,，如果tryAcquire返回true則直接成功,，返回false表示獲取資源失敗，接著就會調用AQS私有方法acquireQueued將線程阻塞并且加到鏈表中去,。這幾個方法都是差不多采用這種方式,。

  通過這種方式由繼承類來實現(xiàn)對state的管理，由AQS來管理阻塞線程隊列,，這樣不同的實現(xiàn)類可以實現(xiàn)不同的功能,，同時又不用實現(xiàn)管阻塞線程,、喚醒線程、線程隊列等其他復雜的功能,，而只用對state控制就行,。

截取了其中兩個方法的源碼如下圖：

不太重要的功能

hasQueuedThreads()：是否有阻塞線程；

hasContended()：head != null用來判斷是否有線程阻塞過,。

getFirstQueuedThread()：獲取最前面的線程,，

isQueued(Thread thread)：用來判斷線程是否在阻塞隊列中

apparentlyFirstQueuedIsExclusive()：判斷最前面的節(jié)點是不是獨占。

hasQueuedPredecessors()：判斷當前線程前面是否還有線程在阻塞中

總結

AQS通過一個int型的state來表示資源,，再用一個鏈表來存放阻塞的線程,，AQS來管理鏈表、阻塞線程,、喚醒線程,，由子類來實現(xiàn)對state的修改和判斷。在前面中沒有說對值得修改與線程的阻塞,、喚醒都是通過Unsafe這個類,，這個類中都是本地方法。

AQS實際上就是封裝了對線程的一系列操作,，在這個基礎上要實現(xiàn)其他功能就比較簡單了,，后面閱讀ReentrantLock和Semaphor等源碼就會發(fā)現(xiàn)是多么的簡單了。

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