了解 AQS 底层原理

一、AQS 介绍

AQS 的全称为（AbstractQueuedSynchronizer），这个类在 java.util.concurrent.locks 包下面。

AQS 是一个用来构建锁和同步器的框架，使用 AQS 能简单且高效地构造出应用广泛的大量的同步器， 比如我们提到的 ReentrantLock，Semaphore，其他的诸如 ReentrantReadWriteLock，SynchronousQueue，FutureTask(jdk1.7) 等等皆是基于 AQS 的。当然，我们自己也能利用 AQS 非常轻松容易地构造出符合我们自己需求的同步器。

二、ReentrantLock 加锁和解锁的底层原理

AQS 内部有一个核心变量 —— state，是int类型，代表了加锁的状态，初始状态下，这个值为 0，另外还有一个关键变量，用来记录当前加锁的是哪个线程，初始化状态下，为null。

加锁以后的原理图：接着线程1来调用ReentrantLock 的 lock() 方法尝试进行加锁，这个加锁过程就是用CAS操作将 state 值从0变成1，一旦线程1加锁成功，就可以设置当前加锁线程是自己。

state： 所有线程通过通过CAS尝试给state设值，当state>0时表示被线程占用；同一个线程多次获取state，会叠加state的值，从而实现了可重入；

exclusiveOwnerThread： 在独占模式下该属性会用到，当线程尝试以独占模式成功给state设值，该线程会把自己设置到exclusiveOwnerThread变量中，表明当前的state被当前线程独占了；

CLH队列（FIFO —— 等待队列(同步队列)： 等待队列中存放了所有争夺state失败的线程，是一个双向链表结构。state被某一个线程占用之后，其他线程会进入等待队列；一旦state被释放(state=0)，则释放state的线程会唤醒等待队列中的线程继续尝试cas设值state；

head： 指向等待队列的头节点，延迟初始化，除了初始化之外，只能通过setHead方法进行修改；

tail： 指向等待队列的队尾，延迟初始化，只能通过enq方法修改tail，该方法主要是往队列后面添加等待节点。

三、ReentrantLock 公平锁和非公平锁原理

非公平锁在调用 lock 后，首先就会调用 CAS 进行一次抢锁，如果这个时候恰巧锁没有被占用，那么直接就获取锁返回，

非公平锁在 CAS 失败后，和公平锁一样都会进到 tryAcquire 方法，在tryAcquire 方法中，如果发现锁这个时候被释放了（state == 0）,非公平锁会直接CAS抢锁，但是公平锁会判断等待队列是否有线程处于等待状态，如果有则不去抢锁，排队到队列后面。