你必須非常努力，才能看起來毫不費力！ 微信搜索公眾號[ 漫漫Coding路 ]，一起From Zero To Hero ! 前言 日常 Go 開發中，Context 包是用的最多的一個了，幾乎所有函數的第一個參數都是 ctx，那麼我們為什麼要傳遞 Context 呢，Context 又有哪些用法，底 ...
整體介紹
概念
首先閱讀一下類的源碼註釋，可以知道，這幾個介面是最關鍵的。
這幾個方法是使用AQS類的關鍵，只有這幾個方法是可以定製的，其他方法幾乎都是final的，不可修改。
從代碼實現上看，能看到的變數幾乎都是volatile的，能看到的方法幾乎都是CAS或者Unsafe類的原子方法。
接下來我們來整理一下這個類的欄位和方法，這裡我們主要關註private欄位和public方法。
欄位
volatile int state：同步狀態。
volatile Node head：等待隊列的頭，延遲初始化。
volatile Node tail：等待隊列的尾部。初始化後，僅通過casTail修改。
方法
獲取鎖：
acquire(int arg)
acquireShared(int arg)
釋放鎖：
release(int arg)
releaseShared(int arg)
等待隊列：
hasQueuedThreads()
getFirstQueuedThread()
isQueued(Thread thread)
getQueuedThreads()
getExclusiveQueuedThreads()
getSharedQueuedThreads()
條件對象ConditionObject：
await()
signal()
架構
AQS整體結構，包括加鎖/釋放鎖，條件對象await/signal。
功能說明
鎖
數據結構
鎖的數據結構
一個狀態欄位state表示同步狀態，0表示沒有鎖競爭，1表示有鎖競爭。
head跟tail分別是等待隊列的頭節點和尾節點，該等待隊列是用雙向鏈表實現的。
節點的數據結構
prev：前驅節點
next：後繼節點
waiter：等待鎖的線程
status：節點狀態
節點
節點狀態其實有4種：
取消狀態：status<0;
休眠狀態：status=0；
等待狀態：status=1；
條件等待：status=2；
功能實現
- 鎖類型
- 獨占鎖
- 公平鎖
- 非公平鎖
- 共用鎖
- 公平鎖
- 非公平鎖
獨占鎖acquire(int arg)
以獨占模式獲取，忽略中斷。通過調用至少一次{@link#tryAcquire}來實現，併在成功時返回。否則線程將排隊，可能會重覆阻塞和取消阻塞，調用{@link#tryAcquire}，直到成功。此方法可用於實現方法{@link Lock#Lock}。
獨占鎖實現過程
1.tryAcquire
嘗試以獨占模式獲取。此方法應查詢對象的狀態是否允許以獨占模式獲取對象，如果允許，則應獲取對象。
執行acquire的線程總是調用此方法。如果此方法報告失敗，acquire方法可能會將線程排隊（如果尚未排隊），直到其他線程發出釋放信號。這可以用來實現方法{@link Lock#tryLock（）}。
這是一個protected方法，在ReentrantLock里實現了FairSync和NonfairSync，也就是公平鎖和非公平鎖。
1-1.FairSync in ReentrantLock
判斷隊列中有沒有其他線程在等待鎖，或者當前線程是第一個在等待鎖的線程，也就是等待隊列中第一個線程，然後CAS嘗試修改鎖狀態，設置當前線程為鎖擁有者。
1-2.NonfairSync in ReentrantLock
不去判斷當前線程是否是等待隊列中的第一個線程，直接CAS嘗試獲取鎖。
2.acquire
在tryAcquire獲取鎖失敗後，acquire主要做的其實是將當前線程放入等待隊列中，然後在迴圈中判斷是否可以參與鎖爭搶。
由於等待隊列優先調度第一個節點進行鎖爭搶，這裡要根據當前線程是否是等待隊列中的第一個節點分情況討論：
當前線程在等待隊列中不存在；
當前線程是等待隊列中第一個節點；
當前線程不是等待隊列中第一個節點；
如果當前節點已存在，且不是頭節點，清理隊列中無效節點，並且節點繼續等待；
如果當前節點已存在，且是頭節點，嘗試再次CAS加鎖；如果加鎖成功，並且是共用鎖，喚醒後繼節點參與鎖爭搶；如果加鎖失敗，該節點進入休眠狀態，設置一個短暫的休眠期，休眠期內無法被喚醒參與鎖爭搶；
如果當前節點不存在，創建節點，放入等待隊列尾部，進行排隊等待鎖爭搶。
如果被中斷，或者在超時時間內沒有獲取到鎖，則加鎖失敗，從等待隊列中清除。
共用鎖acquireShared(int arg)
在共用模式下獲取，忽略中斷。通過至少調用一次{@link#tryAcquireShared}來實現，併在成功時返回。否則線程將排隊，可能會重覆阻塞和取消阻塞，調用{@link#tryAcquireShared}，直到成功。
共用鎖跟獨占鎖最大的區別在於，共用鎖可以設置併發數。共用鎖status表示可以同時爭搶鎖的線程數，也就是併發數>1，獨占鎖併發數=1。
共用鎖實現過程
1.tryAcquireShared
這是一個protected方法，在Semaphore里實現了FairSync和NonfairSync，也就是公平鎖和非公平鎖。
1-1.FairSync in Semaphore
如果有前驅節點在等待，返回失敗；
如果剩餘的併發數<0，返回失敗；
1-2.NonfairSync in Semaphore
不去判斷是否有前驅節點在等待，直接根據剩餘的併發數來判斷。
2.acquire
在獨占鎖中分析過，這裡不再贅述。不同點在於共用鎖允許多個線程獲取鎖。
其實到這裡鎖的基本功能已經差不多了，如果只是實現線程之間的互斥，那麼只需要用到加鎖/釋放鎖就夠了。但是如果在互斥的基礎上還要進行線程間的協作，就要用到條件對象了。
條件對象ConditionObject
數據結構
條件對象的主要數據結構就是一個條件隊列，用於存在調用await方法釋放鎖後的線程。
功能實現
await方法說明：
將當前線程放入條件隊列，然後釋放鎖，喚醒等待隊列中的線程參與加鎖。
signal方法說明：
將等待時間最長的線程（如果存在）從該條件的等待隊列移動到擁有鎖的等待隊列。
最後，我想說的是，AQS的實現思想並不僅僅局限於在讀寫鎖中使用，在很多Java中間件、JVM以及操作系統中都有運用，包括其他語言中也有運用。因為這是一個通用的問題，大家都會遇到並且需要解決。我們日常業務開發中也會遇到，只不過需要使用分散式版本的解決方案。
