什么是AQS？
AbstractQueuedSynchronizer抽象类是核心，它提供了一个基于FIFO队列，可以用于构建锁或者其他相关同步装置的基础框架。
AQS的核心思想
当线程请求共享资源时，如果共享资源是空闲的，则将共享资源锁定； 如果共享资源已经被占用，则当前线程放入到阻塞等待队列中，等待共享资源被释放时唤醒。
实现原理
- AQS使用一个int(volatile修饰保障可见性)成员变量来表示同步状态；通过方法getState，setState，compareAndSetState进行操作
- 通过内置的FIFO队列来完成获取资源线程的排队工作；
- AQS使用CAS对该同步状态进行原子操作实现对其值的修改；底层使用UnSafe，用于执行原子性的CAS操作。
底层的睡眠和唤醒机制：LockSupport.park()和LockSupport.unPark();
AQS 对资源的共享方式
- 独占式(Exclusive): 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
两者实现的差异，就在于底层都继承Node，在加锁时放入的队列是不一样的。
AQS底层使用了模板方法模式
- 使用者继承AbstractQueuedSynchronizer并重写指定的方法
- 将AQS组合在自定义同步组件的实现中，并调用其模板方法，而这些模板方法会调用使用者重写的方法。
isHeldExclusively()//该线程是否正在独占资源。只有用到condition才需要去实现它。
tryAcquire(int)//独占方式。尝试获取资源，成功则返回true，失败则返回false。
tryRelease(int)//独占方式。尝试释放资源，成功则返回true，失败则返回false。
tryAcquireShared(int)//共享方式。尝试获取资源。负数表示失败；0表示成功，但没有剩余可用资源；正数表示成功，且有剩余资源。
tryReleaseShared(int)//共享方式。尝试释放资源，成功则返回true，失败则返回false。
以ReentrantLock为例，state初始化为0，表示未锁定状态。 A线程lock()时，会调用tryAcquire()独占该锁并将state+1。 此后，其他线程再tryAcquire()时就会失败，直到A线程unlock()到state=0(即释放锁)为止，其它线程才有机会获取该锁。 当然，释放锁之前，A线程自己是可以重复获取此锁的(state会累加)，这就是可重入的概念。 但要注意，获取多少次就要释放多少次，这样才能保证state是能回到零态的。
数据结构
AbstractQueuedSynchronizer类底层的数据结构是使用CLH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)。 每一个结点都是由前一个结点唤醒.
CountDownLatch源码解析
- 底层Sync类继承AbstractQueuedSynchronizer，初始化时的参数就是state的数量，state不能小于0；
- 核心方法：countDown(), 作用：减少state 本质上回调了自身的内部方法: tryRelease(int args); 底层使用UnSafe.compareAndSetInt()让state-1的效果;
- 核心方法：await(); 等待共享资源被全部释放; 阻塞等待; 如果线程被中断，会抛出InterruptedExeception();
ReentrantLock源码解析
- 底层3个类，Sync, NonfairSync(默认为非公平策略)，FairSync
- 公平锁：每次加锁时，判断当前state=0时,等待队列中是否有线程，如果有，则加入到队尾;
- 非公平锁: 每次加锁时，判断当前state=0时，都会用CAS操作去抢占。
UnSafe类
Unsafe 类是 Java 内部提供的一个非常强大的工具类，它提供了对底层内存和系统资源的直接操作能力，绕过了 Java 的安全管理机制。 因此，使用 Unsafe 可以执行一些常规 Java 中不允许的操作，比如直接访问内存、修改对象字段、直接分配内存等。
问题: 为什么要从后往前找第一个非Cancelled的节点呢？
节点入队，也就是acquire(1)方法时，如果state已经被占用，就会加入等待队列； 如果是从前往后找，由于极端情况下入队的非原子操作和CANCELLED节点产生过程中断开Next指针的操作，可能会导致无法遍历所有的节点
AQS的应用场景
| 同步工具 | 同步工具与AQS的关联 |
|---|---|
| ReentrantLock | 使用AQS保存锁重复持有的次数。当一个线程获取锁时，ReentrantLock记录当前获得锁的线程标识，用于检测是否重复获取，以及错误线程试图解锁操作时异常情况的处理。 |
| Semaphore | 使用AQS同步状态来保存信号量的当前计数。tryRelease会增加计数，acquireShared会减少计数。 |
| CountDownLatch | 使用AQS同步状态来表示计数。计数为0时，所有的Acquire操作（CountDownLatch的await方法）才可以通过。 |
| ReentrantReadWriteLock | 使用AQS同步状态中的16位保存写锁持有的次数，剩下的16位用于保存读锁的持有次数。 |
| ThreadPoolExecutor | Worker利用AQS同步状态实现对独占线程变量的设置（tryAcquire和tryRelease）。 |
