前言
AQS全名：AbstractQueuedSynchronizer，是在jdk5以后添加的一个类，主要用于实现java的各种锁和同步器，功能强大，后面会分开几章来详细介绍。
AOS
AbstractQueuedSynchronizer有一个父类：AbstractOwnableSynchronizer，这里简称AOS，AOS本身实现非常简单，只有一个临时变量和相应的get/set方法。让线程以独占的方式来持有资源，为创建锁和相关同步器提供了实现基础。
/**
* 独占模式下，持有资源的线程
*/
private transient Thread exclusiveOwnerThread;
/**
* 设置独占线程
*/
protected final void setExclusiveOwnerThread(Thread thread) {
exclusiveOwnerThread = thread;
}
/**
* 返回独占线程
*/
protected final Thread getExclusiveOwnerThread() {
return exclusiveOwnerThread;
}
transient修饰的变量，不用参与到序列化逻辑，至于为什么要用transient，这里我也不清楚。
the transient keyword is used during serialization. Fields that are marked as transient can not be part of the serialization and deserialization.
Condition
condition接口只在AQS里有实现类：ConditionObject，是专门为锁设定的一个辅助类。接口里的方法就不一一列举了，只有三类，await,signal,signalAll。看着有点面熟吧，其实是模拟Object里的await,notify,notifyAll功能来实现的一套方法。
- await: 释放当前线程持有的锁，并进入等待；
- signal：唤醒一个线程；
- signalAll：唤醒所有的线程；
Node
这里的Node特指AQS里的Node内部类，是实现双向同步队列的基本元素，其中有一个关键变量【waitStatus】，是用volatile修饰的，有以下几个状态：
- 1：CANCELLED，表示线程已经因为超时或者中断而取消等待；
- -1：SIGNAL，表示线程等待被唤醒；
- -2：CONDITION，表示线程处于等待状态；
- -3：PROPAGATE(扩散)，在释放共享锁时，应该扩散给其他节点，只需要给头结点设置此状态，以确保传播可以持续。下一个线程来申请共享锁时，可以直接成功获取；
在AQS类中，只保留了head和tail两个node变量，其内部是通过隐形的链表相连，下面补一个示意图：
因为Node类比较简单，只有不到60行，这里贴一下源码，并加上我自己的注解
static final class Node {
// 标记一个节点以共享的模式进入等待
static final Node SHARED = new Node();
// 标记一个节点以独占的模式进入等待
static final Node EXCLUSIVE = null;
// 等待状态，CANCELLED表示线程已经因为超时或者中断而取消等待
static final int CANCELLED = 1;
// 等待状态，SIGNAL表示线程等待被唤醒
static final int SIGNAL = -1;
// 等待状态，CONDITION表示线程处于等待状态
static final int CONDITION = -2;
// 等待状态，PROPAGATE表示下一个请求锁的线程应该直接成功持有
static final int PROPAGATE = -3;
// 初始化为0，表示一个普通节点；如果小于零，则表示有状况，需要特殊处理;如果大于零，则应该忽略；
volatile int waitStatus;
// 当前节点的前一个节点，出队时置空，方便GC
volatile Node prev;
// 当前节点的后一个节点，出队时置空，方便GC；
// 如果next字段为空，并不代表当前节点位于末尾，因为入队操作【enq】要到CAS操作成功之后，才会分配prev
// 如果碰到next为空，可以用tail节点往上检查，做一下双重校验
volatile Node next;
// 将该节点加入队列的线程，在构造时初始化并在使用后置空
volatile Thread thread;
// 获取下一个需要唤醒的节点，wait节点单独用一个链表保存，被唤醒之后，再放到上面的双向链表
Node nextWaiter;
// 判断是否共享锁
final boolean isShared() {
return nextWaiter == SHARED;
}
// 返回当前节点的前驱节点，如果没有，则返回空异常
final Node predecessor() throws NullPointerException {
Node p = prev;
if (p == null)
throw new NullPointerException();
else
return p;
}
// 用于建立初始头部或共享标记
Node() { // Used to establish initial head or SHARED marker
}
// 新增普通节点，waitStatus = 0
Node(Thread thread, Node mode) { // Used by addWaiter
this.nextWaiter = mode;
this.thread = thread;
}
// 新增条件等待节点，waitStatus = -2【CONDITION】
Node(Thread thread, int waitStatus) { // Used by Condition
this.waitStatus = waitStatus;
this.thread = thread;
}
}
初始化和CAS
初始化
在AQS类的最下方，有一个静态代码块，其中设置了几个重要属性的初始偏移量，state,head,tail,waitStatus,next。
private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
private static final long stateOffset;
private static final long headOffset;
private static final long tailOffset;
private static final long waitStatusOffset;
private static final long nextOffset;
static {
try {
stateOffset = unsafe.objectFieldOffset
(AbstractQueuedSynchronizer.class.getDeclaredField("state"));
headOffset = unsafe.objectFieldOffset
(AbstractQueuedSynchronizer.class.getDeclaredField("head"));
tailOffset = unsafe.objectFieldOffset
(AbstractQueuedSynchronizer.class.getDeclaredField("tail"));
waitStatusOffset = unsafe.objectFieldOffset
(Node.class.getDeclaredField("waitStatus"));
nextOffset = unsafe.objectFieldOffset
(Node.class.getDeclaredField("next"));
} catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
}
偏移量的用途
这里我们挑选一个变量的偏移量来举例说明，毕竟用法都是类似的。看看这个源码的注释，和compareAndSetHead一样，仅仅在入队方法中使用，只能在此修改head和tail变量的地址。
/**
* CAS tail field. Used only by enq.
*/
private final boolean compareAndSetTail(Node expect, Node update) {
return unsafe.compareAndSwapObject(this, tailOffset, expect, update);
}
在尾结点的更新代码中，compareAndSwapObject方法引入了此偏移量，这是一个原生方法，底层用C++来实现，大概原理如下：
- 通过传入的变量在对象中的偏移量来获取到变量的地址（对象首地址 + 变量在对象中的偏移量）
- 调用 CompareAndSwap 方法比较变量是否与我们期望的相等，如果相等则更新内存地址的值；
注意：在这里做一个简单的说明，比较和替换的其实是变量的内存地址，而不是变量本身。
其他设置
在AQS中，还有一些其他变量设定。
spinForTimeoutThreshold
尝试获取锁时，先以轮询的方式来重试，如果获取锁则返回，失败则进入等待队列；这样做的好处是可以提高响应能力。默认是1000纳秒，也就是百万分之一秒。
