AbstractQueuedSynchronizer是什么
Provides a framework for implementing blocking locks and related synchronizers (semaphores, events, etc) that rely on first-in-first-out (FIFO) wait queues.
AbstractQueuedSynchronizer提供了一个用于实现阻塞锁及其他同步器（如semaphores,events等）的框架，该框架基于一个FIFO的等待队列。如ReentrantLock的实现就是基于这个框架的。
AbstractQueuedSynchronizer的核心实现
AbstractQueuedSynchronizer的核心实现是一个双向队列，队列中的每一个元素是一个Node。Node是AbstractQueuedSynchronizer定义的一个内部类。AbstractQueuedSynchronizer结构的主体代码提取出来如下所示（该处未列出完整代码）：
public abstract class AbstractQueuedSynchronizer extends AbstractOwnableSynchronizer implements java.io.Serializable {
static final class Node {
volatile int waitStatus; //节点的状态
volatile Node prev;//前向指针
volatile Node next;//后向指针
volatile Thread thread;//节点关联的线程
}
private transient volatile Node head;//队列的head
private transient volatile Node tail;//队列的tail
}
这样看起来就十分清晰了。每个Node有一个前向指针prev和一个后向指针、和这个Node关联的thread以及一个状态位。而AbstractQueuedSynchronizer 则维护了一个head节点和一个tail节点。
AbstractQueuedSynchronizer的实现的队列是一种FIFO的队列，它保证位于队列前面的Node（其关联的线程），将总能第一个尝试去争用需要同步的资源。前面的Node（其关联的线程）在释放资源时，会去唤醒后继节点。
队列结构虽然简单，但是在涉及需要同步的场景中，会有多个线程同时使用这一个队列。每个线程均会尝试访问和修改队列的head和tail，并修改与自己关联的Node的prev和next指针，而每个Node又有可能被其他线程访问。所以，可以看到在上述代码的成员变量的声明中，均使用了volatile关键字，使得所有对变量的改动都直接刷新到内存中，而不采取寄存器缓存。
下面将对AbstractQueuedSynchronizer中用于实现互斥锁的两个方法acquire()和release()的源码进行简单阅读，了解下AbstractQueuedSynchronizer的入队和出队，以及对线程的阻塞和唤醒。
acquire()&release()
acquire()和release()是互斥模式（exclusive mode）下的两个方法。acquire()方法可理解为获取互斥锁，release()可理解为释放互斥锁。
acquire()
acquire()用来获取互斥锁。
代码如下：
public final void acquire(int arg) {
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();
}
其中有三个主要方法：
- tryAcquire()：尝试获取锁；
- addWaiter()：将与当前线程关联的节点加入到队列中；
- acquireQueued()：再次尝试获取锁，并可能将当前线程彻底挂起。
按照这3个方法的顺序，acquire()做的主要操作就是尝试获取锁，未成功就新建Node并入队，然后再次尝试获取锁（在这次尝试的过程中，可能会将当前线程挂起）。
下面对这3个方法进行介绍。
tryAcquire()
tryAcquire()是尝试获取锁，它是由用户自定义的。
引用AbstractQueuedSynchronizer类的注释
使用AbstractQueuedSynchronizer作为同步将需要重定义以下方法：
tryAcquire
tryRelease
tryAcquireShared
tryReleaseShared
isHeldExclusively
上面每个方法默认实现都是throws UnsupportedOperationException，定义这些方法是使用AbstractQueuedSynchronizer的唯一途径。
现在，我们暂时只需要知道tryAcquire()是和用户的具体实现有关。
addWaiter()
addWaiter()是新建Node并入队，其代码如下：
private Node addWaiter(Node mode) {
Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);//新建与一个当前线程关联的node
// Try the fast path of enq; backup to full enq on failure
Node pred = tail;
if (pred != null) {//如果tail不为空
node.prev = pred;//将新建的node加入到队尾
if (compareAndSetTail(pred, node)) {//调用CAS（CompareAndSet）重新设置tail
pred.next = node;
return node;
}
}
//如果入队失败了，则调用enq()
enq(node);
return node；
}
addWaiter()在tail不为空时，会尝试一次入队。具体操作为将新Node加入队尾，并重设tail为新的Node。
如果上述的入队失败了，则调用enq()方法入队。
enq()代码如下所示
private Node enq(final Node node) {
for (;;) {//一直循环入队，直到成功
Node t = tail;
if (t == null) { // Must initialize，tail为空时，进行初始化
if (compareAndSetHead(new Node()))
tail = head;
} else {//tail不为空时，将新建的node加入到队尾
node.prev = t;
if (compareAndSetTail(t, node)) {
t.next = node;
return t;
}
}
}
}
enq()的主体是个循环，会不停循环直到入队成功。
enq()包含两个部分，一是在tail为空时，进行初始化，设置了一个未关联到任何thread的Node为队列的head。
二是在tail不为空时，将新建的node加入到队尾（这部分代码和addWaiter()的刚开始的代码基本一致）。
这两步的流程如下：
- 初始化：创建一个未关联到任何线程的Node，并将head和tail指向它（图中用白色背景色的方框表示该节点未关联到任何线程）；
一个未关联到任何线程的节点
- 新建的node加入到队尾。
新的node入队
从上面看到空队列在加入第一个节点时，会形成一个没有实际意义的head，它指向一个从没关联到任何线程的node。
其实enq()已经实现了入队的操作，而addWaiter()之所以存在相近的代码，应当正如addWaiter()中的注释中所写的一样“Try the fast path of enq”，是尝试一次快速入队，尽量不执行enq()的for和if。
acquireQueued()
当addWaiter()成功入队新建的节点后，便会调用acquireQueued()再次尝试获取锁。
acquireQueued()的代码如下：
final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
boolean failed = true;
try {
boolean interrupted = false;
for (;;) {
final Node p = node.predecessor();//获取当前节点的前驱节点
if (p == head && tryAcquire(arg)) {//如果前驱节点是head，则尝试获取锁
setHead(node);//如果获取锁成功了，则重新设置head（本质上是一个出队的操作）
p.next = null; // help GC
failed = false;
return interrupted;
}
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())//如果没能成功获取锁，则要考虑是否将线程挂起了
interrupted = true;
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}
代码的主体部分是个for循环，会不停的循环直到获取到锁，但在循环的过程中可能被挂起。
- Node的前驱节点若是head节点，才会尝试获取锁。队列中持有锁的是head节点，只有head节点的successor才有机会去尝试获取锁。
- 如果获取成功了（说明head已经将锁释放了），则更新队列的head节点，实质上是一个出队的操作。（setHead(node)方法会将成node的thread置空，这是因为一个node在成为head后，其关联的线程已经成功获取锁，node无需再维护这个线程。因此，head指向的node总是无需关联到任何thread）。
- 如果获取失败了，则判断当前线程是否应该park（挂起）了。如果不应该park，会再次循环尝试获取锁；如果应该park，则调用parkAndCheckInterrupt()方法将当前线程挂起。挂起后，当前线程便不会再被调度了，直到被某种方式唤醒。一旦被唤醒，就会继续执行这个循环，再次尝试获取锁。这个方法也只在成功获取到锁之后才会返回（未考虑异常捕获）。
parkAndCheckInterrupt()的代码很简单，直接将线程park。
private final boolean parkAndCheckInterrupt() {
LockSupport.park(this);
return Thread.interrupted();
}
release
release用来释放互斥锁，其代码如下：
public final boolean release(int arg) {
if (tryRelease(arg)) {
Node h = head;
if (h != null && h.waitStatus != 0)
unparkSuccessor(h);
return true;
}
return false;
}
tryRelease由用户实现，我们先假设执行成功了。接下来：
- 如果head是空的，那说明队列已经空了，无需其他操作；
- 如果head不为空，则调用unparkSuccessor()去唤醒后继节点（这里略去了waitStatus和其他操作）。
unparkSuccessor()的代码如下：
private void unparkSuccessor(Node node) {
...
if (s != null)
LockSupport.unpark(s.thread);
...
}
可以看到unparkSuccessor()方法中的unpark()和parkAndCheckInterrupt()中的park()遥相呼应。
后者在acquire()获取锁时，将线程挂起，而前者在release()时，将线程唤醒。
本文主要介绍了AbstractQueuedSynchronizer中双向队列的实现，acquire()中队列的入队和出队操作，以及acquire()对线程的阻塞和release()对线程的释放。
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