用火车购票的方式打开 AQS同步器（一）
点击上方蓝字关注我们！
AQS同步器（AbstractQueuedSynchronizer，下文直接使用AQS的简称）是java JUC包下提供的，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，使用者可以继承它来实现阻塞锁或者其他功能。由于是一个框架，所以其概念会比较抽象，因此这里会使用乘火车车购票的例子来帮助理解。
AQS同步器的实现有三个重要的成员变量，其功能都是围绕这三个变量实现的：
/*** Head of the wait queue,lazily initialized. Except for* initialization, it ismodified only via method setHead. Note:* If head exists, itswaitStatus is guaranteed not to be* CANCELLED.*/private transient volatileNode head;/*** Tail of the wait queue,lazily initialized. Modified only via* method enq to add newwait node.*/private transient volatileNode tail;/*** The synchronizationstate.*/private volatile int state;
state: 同步器的状态量。类似于火车对外出售的车票总数量。
head：等待队列的头节点。类似于车票售完后，第一个预约候补的人，可以理解为此时这人正在候补，或者候补完成了。
tail：等待队列的尾节点。类似于所有预约候补队列的最后一个人。
// 状态：可能退出状态等volatile int waitStatus;// 前面的人volatile Node prev;// 后面的人volatile Node next;// 我自己volatile Thread thread;/**节点模式：排他或者共享*/Node nextWaiter;
其中需要说明的是waitStatus等待状态。在AQS实现中提供四种状态：
1. CANCELLED：退出状态。类似购车票时，由于官方原因候补失败；
2. SIGNAL：唤醒状态。正在候补或者候补完成，此时后面排队的人可以尝试候补了。
3. CONDITION： 条件状态。这个是指在指定条件下，该乘客才会去预约候补（比如有紧急事务，必须今天去某地）
4. PROPAGATE：传播状态。对于排队的队列，可以共享候补的信息可以向后传播。
排他，是指资源被独占，此时其他线程无法获取此资源，只能等待到当前资源被释放（资源独享，比如买我了车票后，这辆火车就只有我能使用，其他人都不能使用），其原理主要是通过tryAcquire方法返回资源是否被占用，如果是就进入等待状态，如果否就执行当前任务。具体实现如下：
获取资源：
public final void acquire(int arg) {if (!tryAcquire(arg) && // 尝试获取车票，由于是独占的，所以返回值直接使用true or falseacquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)) // 没有买到车的人进行排队候补selfInterrupt(); // 是否自我中断（买车票的时候，总是选择可以退票或者不买票了吧）}addWaiter(Node.EXCLUSIVE)：以排他模式加入到排队当中；
## 尝试获取车票，否则等待final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) { // 等待唤醒boolean failed = true;try {boolean interrupted = false;for (;;) {final Node p = node.predecessor(); // 排在自己前面的人if (p == head && tryAcquire(arg)) { // 是队列第一个，那么自己也可以去尝试候补setHead(node); // 候补成功后，那自己是第一个了（正在候补）p.next = null; // help GC // 原来的排在第一位的候补成功了就从队列中剔除了failed = false;return interrupted; // 候补上车}if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) && // 决定是否需要挂起（见下）parkAndCheckInterrupt()) // 挂起等待，因为前面的人还没获取，自己肯定没机会就不浪费力气去查询候补了interrupted = true; // 取消候补}} finally {if (failed)cancelAcquire(node); // 由于系统原因人员无法候补，标记为退出状态}}
## 是否需要进行阻塞private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {int ws = pred.waitStatus;if (ws == Node.SIGNAL) // 前面的人已经是唤醒状态，正在候补，马上会唤醒后面的人/** This node has already set status asking a release* to signal it, so it can safely park.*/return true; // 自己可以挂起了，只要等待有车票的时候会通知自己if (ws > 0) { // 将排在自己前面退出状态的人都剔除/** Predecessor was cancelled. Skip over predecessors and* indicate retry.*/do {node.prev = pred = pred.prev;} while (pred.waitStatus > 0);pred.next = node;} else {/** waitStatus must be 0 or PROPAGATE. Indicate that we* need a signal, but don't park yet. Caller will need to* retry to make sure it cannot acquire before parking.*/compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL); // 将排在前面的人改为需要唤醒状态，// 并再给一次机会去获取车票}return false; // 自己不需要挂起}
释放资源：
## 释放资源（其中有人退票了或者下车了，又有空余的车票了，就通知队列里的人可以尝试候补）：public final boolean release(int arg) {if (tryRelease(arg)) { // 自己退票或下车，有空余的车票了Node h = head; // 候补队列中第一人if (h != null && h.waitStatus != 0) // 存在 并且状态已经不是0unparkSuccessor(h); // 通知下一个人可以尝试候补了return true;}return false;}
private void unparkSuccessor(Node node) { //第一个人，正在候补/** If status is negative (i.e., possibly needing signal) try* to clear in anticipation of signalling. It is OK if this* fails or if status is changed by waiting thread.*/int ws = node.waitStatus;if (ws < 0)compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0); // 将状态设置为0，/** Thread to unpark is held in successor, which is normally* just the next node. But if cancelled or apparently null,* traverse backwards from tail to find the actual* non-cancelled successor.*/Node s = node.next; // 排在后面的人if (s == null || s.waitStatus > 0) { // 剔除退出状态的人s = null;for (Node t = tail; t != null && t != node; t = t.prev)if (t.waitStatus <= 0)s = t;}if (s != null)LockSupport.unpark(s.thread); // 通知排在后面且没有退出的人，可以起来关注候补情况了（acquireQueued）
- End -