在JAVA体系当中锁是实现多线程中同步的一个重要机制, JAVA的锁有synchronized这个是JVM层面实现的锁, JAVA实现的锁同步有: Lock、ReadWriteLock、ReentrantLock、Semaphore、CountDownLatch、CyclicBarrier，包括上一篇中讲到的ThreadPoolExecutor中Worker执行用到锁，也是来自于本文所讲的AQS实现,所以要理解JAVA的锁，除了JVM里实现的外，只要搞懂AQS的就可以了，话不多说，赶紧开始吧。
AQS的数据结构
AbstractQueuedSynchronizer的类以及重要成员变量
下面代码中可以看出AQS的类继承关系比较简单，就是继承AbstractOwnableSynchronizer类并实现了Serializable接口,
publicabstractclassAbstractQueuedSynchronizerextendsAbstractOwnableSynchronizerimplementsjava.io.Serializable{AbstractOwnableSynchronizer类功能比较简单，主要是设置锁的排他线程，设置排它线程表示是排它锁，没有设置表示共享锁。
publicabstractclassAbstractOwnableSynchronizerimplementsjava.io.Serializable{protectedAbstractOwnableSynchronizer(){}privatetransientThreadexclusiveOwnerThread;protectedfinalvoidsetExclusiveOwnerThread(Threadthread){exclusiveOwnerThread=thread;}protectedfinalThreadgetExclusiveOwnerThread(){returnexclusiveOwnerThread;}}下面是AQS中比较重要的是三个成员变量, head是等待队列中头节点, tail是等待队列中尾结点，state是同步的状态值。
/***Headofthewaitqueue,lazilyinitialized.Exceptfor*initialization,itismodifiedonlyviamethodsetHead.Note:*Ifheadexists,itswaitStatusisguaranteednottobe*CANCELLED.*/privatetransientvolatileNodehead;/***Tailofthewaitqueue,lazilyinitialized.Modifiedonlyvia*methodenqtoaddnewwaitnode.*/privatetransientvolatileNodetail;/***Thesynchronizationstate.*/privatevolatileintstate;
加下来看下NOde类的数据结构的定义:等待队列中waitStatus(等待状态)的的枚举:1.CANCELLED(1) 这个节点是由于超时或者中断。2.SIGNAL(-1） 这个节点的后继是被阻塞的,所以当前Node取消或者释放锁时，需要unpark去唤醒后继节点。3.CONDITION(-2) 这个节点是在条件等待队列。4.PROPAGATE(-3) 就是对当前的节点操作传播到其他节点, 比如doReleaseShared共享模式的释放锁就是传播后续节点。5.0 不是上面的任何一种状态
staticfinalclassNode{/**标志它是共享模式*/staticfinalNodeSHARED=newNode();/**标志他是排它模式*/staticfinalNodeEXCLUSIVE=null;/**waitStatusvaluetoindicatethreadhascancelled*/staticfinalintCANCELLED=1;/**waitStatusvaluetoindicatesuccessor'sthreadneedsunparking*/staticfinalintSIGNAL=-1;/**waitStatusvaluetoindicatethreadiswaitingoncondition*/staticfinalintCONDITION=-2;/***waitStatusvaluetoindicatethenextacquireSharedshould*unconditionallypropagate*/staticfinalintPROPAGATE=-3;```volatileintwaitStatus;/***连接当前节点的前一个Node，*/volatileNodeprev;/***连接当前节点的下一个一个Node，*/volatileNodenext;volatileThreadthread;/***指向条件等待队列的下一个Node或者是SHARED的Node,因为条件队列*只有排它模式下才能访问,这里只需要一个简单的单向链表去保存等待条件*变量的node,因为条件变量只能是排它锁，所以用这个nextWaiter也可以*SHARED变量去表示当前是共享锁*/NodenextWaiter;/***Returnstrueifnodeiswaitinginsharedmode.*判断是否共享模式*/finalbooleanisShared(){returnnextWaiter==SHARED;}/***返回等待队列的前一个node*/finalNodepredecessor()throwsNullPointerException{Nodep=prev;if(p==null)thrownewNullPointerException();elsereturnp;}Node(){//UsedtoestablishinitialheadorSHAREDmarker}Node(Threadthread,Nodemode){//UsedbyaddWaiterthis.nextWaiter=mode;this.thread=thread;}Node(Threadthread,intwaitStatus){//UsedbyConditionthis.waitStatus=waitStatus;this.thread=thread;}}加锁流程
首先看下ReentrantLock的获取锁的过程,它的构造函数初始化一个NonfairSync,也就是说这个重入锁是非公平锁,
publicReentrantLock(){sync=newNonfairSync();}从这里看到ReentrantLoc默认创建的非公平锁,调用lock会直接进行CAS尝试抢锁(这里state=0代表无所，1代表有一个线程已经抢到了锁),如果没有抢到锁，则正常调用AQS的acquire方法默认参数1去获取锁,
/***Syncobjectfornon-fairlocks*/staticfinalclassNonfairSyncextendsSync{privatestaticfinallongserialVersionUID=7316153563782823691L;/***Performslock.Tryimmediatebarge,backinguptonormal*acquireonfailure.*/finalvoidlock(){if(compareAndSetState(0,1))//设置排他线程为当前线程setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());else//抢锁acquire(1);}protectedfinalbooleantryAcquire(intacquires){returnnonfairTryAcquire(acquires);}}那么接下来重点看下AQS的acquire方法获取锁的逻辑1 tryAcquire尝试获取锁，2. 如果获取失败，则加入一个排他的Node到等待队列
publicfinalvoidacquire(intarg){if(!tryAcquire(arg)&&//获取队列acquireQueued(//加入等待队列addWaiter(Node.EXCLUSIVE),arg))//中断当前线程selfInterrupt();}非公平锁，一开始就会尝试抢锁，而不管之前等待队列中是否有等待的抢锁的线程,
此时state值为0，则直接通过CAS将其值修改成acquires(ReentrentLock是1)，并设置排他线程为它自己,这里说明ReentrantLock的加的锁是排它锁。
当排它线程就是当前线程，则表示当前线程已经获取锁，这个时候代表是偏向锁，增加acquires值，并赋值给state变量 ，表示同一线程同时同一把锁的次数，
/***Performsnon-fairtryLock.tryAcquireisimplementedin*subclasses,butbothneednonfairtryfortrylockmethod.*/finalbooleannonfairTryAcquire(intacquires){finalThreadcurrent=Thread.currentThread();intc=getState();if(c==0){//直接尝试获取锁if(compareAndSetState(0,acquires)){//设置排它锁为当前线程setExclusiveOwnerThread(current);returntrue;}}//当前线程已经获取锁，偏向锁的处理elseif(current==getExclusiveOwnerThread()){//之前的state值，加上申请的值intnextc=c+acquires;if(nextc<0)//overflowthrownewError("Maximumlockcountexceeded");//赋值当前statesetState(nextc);returntrue;}returnfalse;}上面的tryAcquire这一步尝试抢锁失败后，然后执行addWaiter(Node.EXCLUSIVE)，新建一个排它模式的Node并加入等待队列。
privateNodeaddWaiter(Nodemode){//新建NodeNodenode=newNode(Thread.currentThread(),mode);//Trythefastpathofenq;backuptofullenqonfailure//保存队列尾部节点Nodepred=tail;//如果尾节点不为空if(pred!=null){//将新的节点prev指针指向之前的尾指针node.prev=pred;//CAS的原子操作将新建的Node加入队列尾部if(compareAndSetTail(pred,node)){//将之前的尾部的next指针新建的nodepred.next=node;returnnode;}}//如果上面的通过CAS失败了，则表示有其他线程已经加入了队列，则通过enq加入//新建的Node到等待队列enq(node);returnnode;}下图是上面node加入到队列尾部的过程,这里注意双向队列首先是新增的node的prev指针指向原先的tail,至于为什么在下面会有分析
下面enq就是通过for的无限循环中再以CAS方式加入了新建的Node，这样保证新建的Node一定加入到等待队列中。
privateNodeenq(finalNodenode){for(;;){Nodet=tail;//等待队列为空if(t==null){//Mustinitialize//设置虚头节点,就是空的Nodeif(compareAndSetHead(newNode()))//将尾部节点指向都节点tail=head;}else{//首先让新建的node的前驱节点指向当前队列的尾部节点node.prev=t;//CAS设置新建的node为尾部接节点if(compareAndSetTail(t,node)){、//将新建的Node设置为新的尾部节点t.next=node;returnt;}}}}将新建的尾部节点加入等待队列后，然后执行acquireQueued方法，参数是上面加入到等待队列中的Node以及args（tryAcquire的acquire变量），这个方法的逻辑是处理新的Node加入等待队列，然后尝试从队列中唤醒之前的等待队列中的线程去运行，
publicabstractclassAbstractOwnableSynchronizerimplementsjava.io.Serializable{protectedAbstractOwnableSynchronizer(){}privatetransientThreadexclusiveOwnerThread;protectedfinalvoidsetExclusiveOwnerThread(Threadthread){exclusiveOwnerThread=thread;}protectedfinalThreadgetExclusiveOwnerThread(){returnexclusiveOwnerThread;}}0shouldParkAfterFailedAcquire是获取锁后失败后，需要park阻塞等待锁，
publicabstractclassAbstractOwnableSynchronizerimplementsjava.io.Serializable{protectedAbstractOwnableSynchronizer(){}privatetransientThreadexclusiveOwnerThread;protectedfinalvoidsetExclusiveOwnerThread(Threadthread){exclusiveOwnerThread=thread;}protectedfinalThreadgetExclusiveOwnerThread(){returnexclusiveOwnerThread;}}1如果获取锁失败，acquireQueued方法中failed为true时，调用cancelAcquire取消获取锁,
publicabstractclassAbstractOwnableSynchronizerimplementsjava.io.Serializable{protectedAbstractOwnableSynchronizer(){}privatetransientThreadexclusiveOwnerThread;protectedfinalvoidsetExclusiveOwnerThread(Threadthread){exclusiveOwnerThread=thread;}protectedfinalThreadgetExclusiveOwnerThread(){returnexclusiveOwnerThread;}}2唤醒前驱节点的逻辑是从tail节点从尾部往前，通过找到链表上一个waiteStatus小于0的节点（即不是取消状态的线程），然后执行LockSupport的unpark唤醒等待锁的线程,这个就是上面提到双向链表是两个指针，分两步首先是加的prev指针,所以得从从后往前遍历就能保证遍历到全部节点
publicabstractclassAbstractOwnableSynchronizerimplementsjava.io.Serializable{protectedAbstractOwnableSynchronizer(){}privatetransientThreadexclusiveOwnerThread;protectedfinalvoidsetExclusiveOwnerThread(Threadthread){exclusiveOwnerThread=thread;}protectedfinalThreadgetExclusiveOwnerThread(){returnexclusiveOwnerThread;}}3释放锁
接来下我们看下如何释放锁，他一样是来自于AQS父类的release方法，
publicabstractclassAbstractOwnableSynchronizerimplementsjava.io.Serializable{protectedAbstractOwnableSynchronizer(){}privatetransientThreadexclusiveOwnerThread;protectedfinalvoidsetExclusiveOwnerThread(Threadthread){exclusiveOwnerThread=thread;}protectedfinalThreadgetExclusiveOwnerThread(){returnexclusiveOwnerThread;}}4将state变量减去release后，如果c = 0,说明已经没有无锁了,那么设置排它线程为NULL,并设置state变量为0
publicabstractclassAbstractOwnableSynchronizerimplementsjava.io.Serializable{protectedAbstractOwnableSynchronizer(){}privatetransientThreadexclusiveOwnerThread;protectedfinalvoidsetExclusiveOwnerThread(Threadthread){exclusiveOwnerThread=thread;}protectedfinalThreadgetExclusiveOwnerThread(){returnexclusiveOwnerThread;}}5总结
本文主要对于ReentrantLock的加排它锁和释放排它锁的过程做了一次详细的分析,主要是围绕state变量还有CLH的双端队列展开，以及线程阻塞(LockSupport.park)和唤醒(LockSupport.park),最后ConditionObject没有分析到,后面再写。