AQS源码分析--jdk1.8

JDK1.8

ArrayList源码分析--jdk1.8
LinkedList源码分析--jdk1.8
HashMap源码分析--jdk1.8
AQS源码分析--jdk1.8
ReentrantLock源码分析--jdk1.8

AbstractQueuedSynchronizer概述

  1. AQS是一个基于FIFO队列，能够用于构建锁或者其余相关同步装置的基础框架。
  2. AQS提供了双向链表。
  3. AQS分为共享模式和独占模式。
  4.AQS基于volatile内存可见性和CAS原子性操做实现线程间通讯操做。

AbstractQueuedSynchronizer数据结构

  数据结构是集合的精华所在，数据结构每每也限制了集合的做用和侧重点，了解各类数据结构是咱们分析源码的必经之路。
  AQS的数据结构以下：双向链表
  
  AQS实现共享资源的访问控制基础：
     1.state字段，即同步器状态字段。用于共享资源的访问控制
     2.CLH队列，FIFO等待队列，存放竞争失败的线程。一般CLH队列是一个自旋队列，AQS以阻塞的方式实现
     CLH队列的使用：

CLH扫盲

自旋锁
学习了解自旋锁以前先回顾一下互斥锁
互斥锁
线程在获取互斥锁的时候，若是发现锁已经被其它线程占有，那么线程就会惊醒休眠，而后在适当的时机（好比唤醒）在获取锁。
自旋锁
那么自旋锁顾名思义就是“自旋”。就是当一个线程在尝试获取锁失败以后，线程不会休眠或者挂起，而是一直在循环检测锁是否被其它线程释放。
区别
互斥锁就是开始开销要大于自旋锁。临界区持锁时间的大小并不会对互斥锁的开销形成影响，而自旋锁是死循环检测，加锁全程消耗cpu，起始开销虽然低于互斥锁，可是随着持锁时间，加锁的开销是线性增加。
适用的状况
互斥锁用于临界区持锁时间比较长的操做，好比下面这些状况均可以考虑

临界区有IO操做
临界区代码复杂或者循环量大
临界区竞争很是激烈
单核处理器
自旋锁就主要用在临界区持锁时间很是短且CPU资源不紧张的状况下。当递归调用时有可能形成死锁。
线程（节点）队列
了解了自旋锁以后，在学习ReentrantLock的时候，一个线程在等待锁的时候会被封装成一个Node节点，而后加入一个队列中并检测前一个节点是不是头节点，而且尝试获取锁，若是获取锁成功就返回，不然就阻塞。直到上一个节点释放锁并唤醒它。这样看来彷佛跟自旋没什么挂钩。这是由于AQS里面的CLH队列是CLH队列锁的一种变形。先来了解一下CLH队列锁
CLH队列锁
CLH(Craig, Landin, and Hagersten locks): 是一个自旋锁，能确保无饥饿性，提供先来先服务的公平性。
CLH锁也是一种基于链表的可扩展、高性能、公平的自旋锁，申请线程只在本地变量上自旋，它不断轮询前驱的状态，若是发现前驱释放了锁就结束自旋。http://www.2cto.com/kf/201412/363574.html这篇文章中有比较详细的图解。
AQS中的CLH队列
了解了自旋锁与CLH队列锁以后，在学习AQS中的CLH队列就比较简单了。AQS中的CLH队列主要是对CLH队列锁改动了两个地方
1.节点结构上作出改变。CLH队列锁的节点包含一个布尔类型locked的字段。若是要获取锁，就将这个locked设置为true。而后就不停的轮训前驱节点的locked是否释放了锁（这个过程咱们就叫作自旋）。AQS的CLH队列在结构上引入了头节点，尾节点。而且拥有一个前节点与下一个节点的引用。
2.在等待获取锁的机制上由自旋改为了等待阻塞。
MCS
MSC与CLH最大的不一样并非链表是显示仍是隐式，而是线程自旋的规则不一样:CLH是在前趋结点的locked域上自旋等待，而MSC是在本身的
结点的locked域上自旋等待。正由于如此，它解决了CLH在NUMA系统架构中获取locked域状态内存过远的问题。

AbstractQueuedSynchronizer源码分析

/*
  * 提供了一个基于FIFO队列，能够用于构建锁或者其余相关同步装置的基础框架
 * 双向链表
 */
public abstract class AbstractQueuedSynchronizer
    extends AbstractOwnableSynchronizer
    implements java.io.Serializable {

   /**
     * 无参构造方法
     */
    protected AbstractQueuedSynchronizer() { }
   /**
     * <pre>
     *      +------+  prev +-----+       +-----+
     * head |      | <---- |     | <---- |     |  tail
     *      +------+       +-----+       +-----+
     * </pre>
     */
    static final class Node {
        /** Marker to indicate a node is waiting in shared mode  模式，分为共享与独占 共享模式 */
        static final Node SHARED = new Node();
        /** Marker to indicate a node is waiting in exclusive mode 独占模式 */
        static final Node EXCLUSIVE = null;

        /** waitStatus value to indicate thread has cancelled
         * 结点状态 节点watiStatus的值
         * CANCELLED，值为1，终态，该节点被取消因为超时或中断
         * SIGNAL，值为-1，表示当前节点的后继节点包含的线程须要运行，也就是unpark，因此当前节点release或cancels时，必须unpark它的后继节点
         * CONDITION，值为-2，表示当前节点在等待condition，也就是在condition队列中 该节点处于条件队列中，将不会被用于sync queue，直到节点状态被设置为0
         * PROPAGATE，值为-3，表示当前场景下后续的acquireShared可以得以执行releaseShared应该被传播到其余节点
         * 值为0，表示当前节点在sync队列中，等待着获取锁
         * */
        static final int CANCELLED =  1;
        /** waitStatus value to indicate successor's thread needs unparking */
        static final int SIGNAL    = -1;
        /** waitStatus value to indicate thread is waiting on condition */
        static final int CONDITION = -2;
        /**
         * waitStatus value to indicate the next acquireShared should
         * unconditionally propagate
         */
        static final int PROPAGATE = -3;

        /**
         * Status field, taking on only the values:
         *   SIGNAL:     The successor of this node is (or will soon be)
         *               blocked (via park), so the current node must
         *               unpark its successor when it releases or
         *               cancels. To avoid races, acquire methods must
         *               first indicate they need a signal,
         *               then retry the atomic acquire, and then,
         *               on failure, block.
         *   CANCELLED:  This node is cancelled due to timeout or interrupt.
         *               Nodes never leave this state. In particular,
         *               a thread with cancelled node never again blocks.
         *   CONDITION:  This node is currently on a condition queue.
         *               It will not be used as a sync queue node
         *               until transferred, at which time the status
         *               will be set to 0. (Use of this value here has
         *               nothing to do with the other uses of the
         *               field, but simplifies mechanics.)
         *   PROPAGATE:  A releaseShared should be propagated to other
         *               nodes. This is set (for head node only) in
         *               doReleaseShared to ensure propagation
         *               continues, even if other operations have
         *               since intervened.
         *   0:          None of the above
         * 结点状态
         */
        volatile int waitStatus;

        /**
         * 前驱结点
         */
        volatile Node prev;

        /**
         * 后继结点
         */
        volatile Node next;

        /**
         * 结点所对应的线程
         */
        volatile Thread thread;

        /**
         * 下一个等待者
         */
        Node nextWaiter;

        /**
         * 结点是否在共享模式下等待
         */
        final boolean isShared() {
            return nextWaiter == SHARED;
        }

        /**
         * 获取前驱结点，若前驱结点为空，抛出异常
         */
        final Node predecessor() throws NullPointerException {
            // 保存前驱结点
            Node p = prev;
            if (p == null) // 前驱结点为空，抛出异常
                throw new NullPointerException();
            else // 前驱结点不为空，返回
                return p;
        }

        // 无参构造函数
        Node() {    // Used to establish initial head or SHARED marker
        }
        // 构造函数
        Node(Thread thread, Node mode) {     // Used by addWaiter
            this.nextWaiter = mode;
            this.thread = thread;
        }
        // 构造函数
        Node(Thread thread, int waitStatus) { // Used by Condition
            this.waitStatus = waitStatus;
            this.thread = thread;
        }
    }

    /**
     * CLH队列中头结点
     */
    private transient volatile Node head;

    /**
     * CLH队列中尾结点
     */
    private transient volatile Node tail;

    /**
     * 同步状态
     * 多线程同步获取资源成功，则state字段会自增；如有线程释放资源，则state字段自减。
     * 信号量  记录该线程持有锁的次数。 该线程每次释放所 信号量 -1。 信号量为零 表明 锁被真正释放
     */
    private volatile int state;

    /**
     * @return current state value
     */
    protected final int getState() {
        return state;
    }

    /**
     * @param newState the new state value
     */
    protected final void setState(int newState) {
        state = newState;
    }

    /**
     * 使用unsafe的cas比较而且交换，保证原子性
     */
    protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) {
        // See below for intrinsics setup to support this
        return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update);
    }

AbstractQueuedSynchronizer继承和实现分析

   AbstractQueuedSynchronizer extends AbstractOwnableSynchronizer。
   1. AbstractOwnableSynchronizer是一个抽象类一个同步器，它可能由线程独占。该类为建立可能包含全部权概念的锁和相关同步器提供了基础，可是，子类和工具可使用适当维护的值来帮助控制和监视访问并提供诊断，实现了Serializable接口，定义了独占模式，设置和获取独占模式下的线程Thread信息。
   2.AbstractOwnableSynchronizer实现了Serializable接口。
     1)Serializable接口，序列化接口，代表该类能够被序列化，什么是序列化？简单的说，就是可以从类变成字节流传输，反序列化，就是从字节流变成原来的类。
   3. AbstractOwnableSynchronizer是一个抽象父类，子类有AbstractQueuedSynchronizer和AbstractQueuedLongSynchronizer，它们2个之间的区别就是异常将全部与状态相关的参数和结果定义为long类型而不是int类型，在建立同步器（例如多级锁和须要64位状态的障碍）时，此类可能颇有用。  

AbstractQueuedSynchronizer核心方法分析

1. acquire方法--独占模式

     1)acquire(int arg)；
     以独占模式获取资源，若是获取成功，直接返回，不然进去CLH等待队列，经过自旋知道获取到资源为止，过程当中忽略线程中断，获取资源后才进行自我中断(补上)，下面看源码：

/**
 * AQS的独占模式--互斥
 * tryAcquire()尝试直接去获取资源，若是成功则直接返回；
 * addWaiter()将该线程加入等待队列的尾部，并标记为独占模式；
 * acquireQueued()使线程在等待队列中获取资源，一直获取到资源后才返回。若是在整个等待过程当中被中断过，则返回true，不然返回false。
 * 若是线程在等待过程当中被中断过，它是不响应的。只是获取资源后才再进行自我中断selfInterrupt()，将中断补上。
 */
public final void acquire(int arg) {
    if (!tryAcquire(arg) && // 再次尝试上锁 回到了  NonfairSync.tryAcquire 方法， tryAcquire 调用了 Sync.nonfairTryAcquire方法
        acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)) // 链表尾部添加节点 为独占模式
        selfInterrupt();
}

     2)boolean tryAcquire(int arg)；
     尝试以独占的方式获取资源，成功true，失败false，该方法能够用于实现Lock中的tryLock()方法。

/**
 * tryAcquire尝试以独占的方式获取资源，若是获取成功，则直接返回true，不然直接返回false。该方法能够用于实现Lock中的tryLock()方法。
 * 该方法的默认实现是抛出UnsupportedOperationException，具体实现由自定义的扩展了AQS的同步类来实现。AQS在这里只负责定义了一个公共的方法框架。
 * 这里之因此没有定义成abstract，是由于独占模式下只用实现tryAcquire-tryRelease，而共享模式下只用实现tryAcquireShared-tryReleaseShared。
 * 若是都定义成abstract，那么每一个模式也要去实现另外一模式下的接口
 * 由子类选择性实现
 */
protected boolean tryAcquire(int arg) {
    throw new UnsupportedOperationException();
}

     3)Node addWaiter(Node mode)；
     将一个Node节点放入到CLH队列的队尾。

/**
 * 将一个Node节点放入到CLH队列的队尾。
 * 第一步：首先将oldTail赋值给newNode.prev：node.prev = pred, 把当前tail节点赋值到mode新节点的prev前一个,
 * 第二步：将tail赋值给newNode：compareAndSetTail(pred, node) 把当前tail节点的内存地址修改成(指向)新的mode节点，
 * 第三步：将oldTail的next指针指向newNode(即tail)：pred.next = node 把当前tail节点的next后一个赋值为新的mode节点(即tail)
 * 若是队列为空，经过enq(node)方法初始化一个等待队列，并返回当前节点
 */
private Node addWaiter(Node mode) {
    Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
    // Try the fast path of enq; backup to full enq on failure
    //尝试快速入队，失败则使用enq()方式
    Node pred = tail;
    if (pred != null) { // 列队尾部不为空
        node.prev = pred;
        if (compareAndSetTail(pred, node)) {
            pred.next = node;
            return node;
        }
    }
    // 列队尾部为空 或者  CAS 操做失败
    enq(node);
    return node;
}

     4)boolean acquireQueued(final Node node, int arg)；
     使线程在等待队列中获取资源，一直获取到资源后才返回。若是在整个等待过程当中被中断过，则返回true，不然返回false。

/**
 * 若node节点的前继节点是head节点，则会再次调用tryAcquire()获取资源
 * 判断当前节点的前继节点是否为head节点。如果，则表示该节点有资格尝试获取共享资源。此处的head节点的判断在必定程度上保证资源竞争的公平性
 * shouldParkAfterFailedAcquire()：判断当前节点是否能够安全进入park()
 * parkAndCheckInterrupt()：让线程进入等待
 * 用于队列中的线程自旋地以独占且不可中断的方式获取同步状态（acquire），直到拿到锁以后再返回。该方法的实现分红两部分：
 * 若是当前节点已经成为头结点，尝试获取锁（tryAcquire）成功，而后返回；不然检查当前节点是否应该被park，而后将该线程park而且检查当前线程是否被能够被中断
 */
final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
    //标记是否成功拿到资源，默认false
    boolean failed = true;
    try {
        boolean interrupted = false;//标记等待过程当中是否被中断过
        for (;;) {
            final Node p = node.predecessor();
            // 判断当前节点的 前驱节点 是否为队列头部  若是是 再次尝试上锁（若是头部节点 已经释放锁, 则使当前线程成为持有者 而且设置本身为 头部。 同时释放前驱节点）
            if (p == head && tryAcquire(arg)) {
                setHead(node);
                p.next = null; // help GC
                failed = false;
                return interrupted;
            }
            //判断当前节点是否能够进入park，若能够，让线程进入等待
            if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                parkAndCheckInterrupt())
                interrupted = true;
        }
    } finally {
        //若是获取资源失败，则取消
        if (failed)
            cancelAcquire(node);
    }
}

     5)void selfInterrupt();
     中断当前线程

/**
 * Convenience method to interrupt current thread.
 * 中断当前线程
 */
static void selfInterrupt() {
    Thread.currentThread().interrupt();
}

     6)Node enq(final Node node)；
     将当前节点插入等待队列

/**
 * 进行自旋入队方式的enq()方法，基本和addWaiter()方法一致：
 * 用于将当前节点插入等待队列，若是队列为空，则初始化当前队列。整个过程以CAS自旋的方式进行，直到成功加入队尾为止
 */
private Node enq(final Node node) {
    for (;;) {
        Node t = tail;
        if (t == null) { // Must initialize 必须初始化 尾部为空 尝试构建表结构
            if (compareAndSetHead(new Node()))
                tail = head;
        } else { //尾部不为空 不断尝试  CAS 操做
            node.prev = t;
            if (compareAndSetTail(t, node)) {
                t.next = node;
                return t;
            }
        }
    }
}

     7)boolean compareAndSetHead(Node update)；
     经过原子(CAS)操做 改变上锁状态

/**
 * CAS head field. Used only by enq.
 * 经过原子操做 改变上锁状态
 * this == null
 * 第一个参数为须要改变的对象，第二个为偏移量(即以前求出来的valueOffset的值)，第三个参数为期待的值，第四个为更新后的值
 */
private final boolean compareAndSetHead(Node update) {
    //调用本地方法 实现硬件级别的原子操做 cas
    return unsafe.compareAndSwapObject(this, headOffset, null, update);
}

     8)boolean parkAndCheckInterrupt()；
     让线程去休息，真正进入等待状态
   

/**
 * 该方法让线程去休息，真正进入等待状态。park()会让当前线程进入waiting状态。在此状态下，有两种途径能够唤醒该线程：
 * 1）被unpark()；2）被interrupt()。须要注意的是，Thread.interrupted()会清除当前线程的中断标记位
 */
private final boolean parkAndCheckInterrupt() {
    LockSupport.park(this); // 又是一个底层类 实现线程等待
    return Thread.interrupted();
}

     9)boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node)；
     判断当前节点中的线程，是否能够安全的进入park()。返回true,表示进程能够进入park

/**
 * 该方法的做用在于判断当前节点中的线程，是否能够安全的进入park()。返回true,表示进程能够进入park。若前驱节点的waitStatus为SIGNAL，则表示当前节点能够安全的park()。
 */
private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {
    int ws = pred.waitStatus;
    //若是前驱节点的waitStatus为SIGNAL -1，则表示当前节点能够安全的park()
    if (ws == Node.SIGNAL)
        /*
         * This node has already set status asking a release
         * to signal it, so it can safely park.
         */
        return true;
    // waitStatus>0，即为CANCELLED状态，此时当前节点须要找到状态不为CANCELLED状态的节点，将其设置为本身的前驱节点，并将新的前驱节点的next指向本身。
    // 注意，这样作完以后，那些当前节点的waitStatus状态为CANCELLED的前驱节点链，将成为孤链。但这个孤链仍然有指向原等待队列的prev和next指针。只是原等待队列中已经没有指向孤链的节点指针
    // 将前驱节点移出列队
    if (ws > 0) {
        /*
         * 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.
         */
        // 走到此处，代表前驱节点的状态为0或PROPAGATE。此时能够将前驱节点的waitStatus设置为SIGNAL状态
        // 注意：这里仍然要返回false，代表当前节点不能被park。咱们须要在park以前，重试确认该节点不能获取到资源
        compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);
    }
    return false;
}

2. acquireShared方法--共享模式

     1)acquireShared(int arg)；
     以共享模式获取资源，若是获取成功，直接返回，不然进去CLH等待队列，经过自旋知道获取到资源为止，过程当中忽略线程中断，获取资源后才进行自我中断(补上)，下面看源码：

/**
 *  aqs的共享模式
 *  获取指定量的资源，获取成功则直接返回，获取失败则进入等待队列，直到获取到资源为止，整个过程忽略中断
 */
public final void acquireShared(int arg) {
    if (tryAcquireShared(arg) < 0)
        doAcquireShared(arg);
}

     2)int tryAcquireShared(int arg)；
     尝试以共享的方式获取资源，成功true，失败false，该方法能够用于实现Lock中的tryLock()方法。

/**
 * tryAcquireShared尝试以共享的方式获取资源，若是获取成功，则直接返回true，不然直接返回false。该方法能够用于实现Lock中的tryLock()方法。
 * 该方法的默认实现是抛出UnsupportedOperationException，具体实现由自定义的扩展了AQS的同步类来实现。AQS在这里只负责定义了一个公共的方法框架。
 * 这里之因此没有定义成abstract，是由于独占模式下只用实现tryAcquire-tryRelease，而共享模式下只用实现tryAcquireShared-tryReleaseShared。
 * 若是都定义成abstract，那么每一个模式也要去实现另外一模式下的接口
 */
protected int tryAcquireShared(int arg) {
    throw new UnsupportedOperationException();
}

     3)doAcquireShared(int arg)；
     将当前线程加入等待队列尾部休息，直到其余线程释放资源唤醒本身，本身成功拿到相应量的资源后才返回

/**
 * Acquires in shared uninterruptible mode.
 * @param arg the acquire argument
 * 将当前线程加入等待队列尾部休息，直到其余线程释放资源唤醒本身，本身成功拿到相应量的资源后才返回
 */
private void doAcquireShared(int arg) {
    final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
    boolean failed = true;
    try {
        boolean interrupted = false;
        for (;;) {
            final Node p = node.predecessor();
            if (p == head) {
                int r = tryAcquireShared(arg);
                if (r >= 0) {
                    setHeadAndPropagate(node, r);
                    p.next = null; // help GC
                    if (interrupted)
                        selfInterrupt();
                    failed = false;
                    return;
                }
            }
            if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                parkAndCheckInterrupt())
                interrupted = true;
        }
    } finally {
        if (failed)
            cancelAcquire(node);
    }
}

     4)boolean parkAndCheckInterrupt()；
     让线程去休息，真正进入等待状态

/**
 * 该方法让线程去休息，真正进入等待状态。park()会让当前线程进入waiting状态。在此状态下，有两种途径能够唤醒该线程：
 * 1）被unpark()；2）被interrupt()。须要注意的是，Thread.interrupted()会清除当前线程的中断标记位
 */
private final boolean parkAndCheckInterrupt() {
    LockSupport.park(this); // 又是一个底层类 实现线程等待
    return Thread.interrupted();
}

     5)cancelAcquire(Node node)；
     取消节点

/**
 * 取消节点
 * 列队等待中 抛出异常会调用此方法
 */
private void cancelAcquire(Node node) {
    // Ignore if node doesn't exist
    if (node == null)
        return;

    //找到适合的前继节点，当前节点的waitStatus赋值为CANCELLED
    node.thread = null; // 释放线程

    // Skip cancelled predecessors 前驱节点已被取消  从新定义前驱节点
    Node pred = node.prev;
    //若前继节点是CANCELLED，则继续找前继节点，直至找到一个正常的前继节点赋值给node，做为node的新前继节点
    while (pred.waitStatus > 0)
        node.prev = pred = pred.prev;

    Node predNext = pred.next;

    node.waitStatus = Node.CANCELLED; // 取消当前线程 所属的节点（标记为取消），  没有使用 cas  由于 其余线程 不会干扰这里

    // If we are the tail, remove ourselves.
    //特殊状况：node==tail节点，将pred做为tail节点，而后将cancelledNodes节点链从CLH队列剔除
    if (node == tail && compareAndSetTail(node, pred)) {
        compareAndSetNext(pred, predNext, null);
    } else {
        // If successor needs signal, try to set pred's next-link
        // so it will get one. Otherwise wake it up to propagate.
        int ws;
        //正常状况：则将cancelledNodes节点链从CLH队列剔除
        if (pred != head &&
            ((ws = pred.waitStatus) == Node.SIGNAL ||
             (ws <= 0 && compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL))) &&
            pred.thread != null) {
            Node next = node.next;
            if (next != null && next.waitStatus <= 0)
                compareAndSetNext(pred, predNext, next);
        } else {
            //特殊状况：若是node是head的后继节点，则直接唤醒node的后继节点 pred==head节点：尝试调用unparkSuccessor(node)，尝试唤醒当前节点的后继节点
            unparkSuccessor(node);
        }

        node.next = node; // help GC
    }
}

     6)unparkSuccessor(Node node)；
     唤醒后继节点

/**
 * 唤醒后继节点
 * 注意：若是当前节点的后继节点为空，或者是被取消的节点。那就从tail节点逆向遍历CLH队列，直至找到一个距离当前节点node最近，且waitStatus<=0的节点，而后唤醒该节点
 */
private void unparkSuccessor(Node node) {
    /*
     * 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; //获取头结点的等待状态
    if (ws < 0) //把该状态设置成0
        compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0);

    /*
     * 若后继节点不符合唤醒标准，则逆向遍历CLH，直至找到一个距离当前节点node最近，且waitStatus<=0的节点
     */
    Node s = node.next; //找到后继节点,唤醒后继节点
    if (s == null || s.waitStatus > 0) { //很不巧，后继节点，节点为null,或者被取消
        s = null;
        for (Node t = tail; t != null && t != node; t = t.prev) //这里采用反向遍历由于是双向链表
            if (t.waitStatus <= 0) //找到实际未被取消的节点
                s = t;
    }
    if (s != null)
        LockSupport.unpark(s.thread); //唤醒节点
}

3. release方法--释放资源

     1)boolean release(int arg)；
     独占模式释放资源

/**
 * 资源的释放
 * 调用tryRelease方法进行释放锁
 * 释放锁成功后，获取头节点，接着唤醒后继节点，调用unparkSuccessor方法
 */
public final boolean release(int arg) {
    if (tryRelease(arg)) {
        Node h = head;
        if (h != null && h.waitStatus != 0)
            unparkSuccessor(h);
        return true;
    }
    return false;
}

     2)boolean tryRelease(int arg)；
     独占模式下尝试释放锁，由子类选择性实现

protected boolean tryRelease(int arg) {
                throw new UnsupportedOperationException();
        }

     3)boolean releaseShared(int arg)；
     共享模式释放资源

/**
 * Releases in shared mode.  Implemented by unblocking one or more
 * threads if {@link #tryReleaseShared} returns true.
 *
 * @param arg the release argument.  This value is conveyed to
 *        {@link #tryReleaseShared} but is otherwise uninterpreted
 *        and can represent anything you like.
 * @return the value returned from {@link #tryReleaseShared}
 */
public final boolean releaseShared(int arg) {
    if (tryReleaseShared(arg)) {
        doReleaseShared();
        return true;
    }
    return false;
}

     4)boolean tryReleaseShared(int arg)；
     共享模式下尝试释放锁，由子类选择性实现

protected boolean tryReleaseShared(int arg) {
                throw new UnsupportedOperationException();
        }

     5)int fullyRelease(Node node)；
     使用当前节点状态调用release,成功返回状态，失败跑出异常

/**
 * 使用当前节点状态调用release,成功返回状态，失败跑出异常
 */
final int fullyRelease(Node node) {
    boolean failed = true;
    try {
        int savedState = getState();
        if (release(savedState)) {
            failed = false;
            return savedState;
        } else {
            throw new IllegalMonitorStateException();
        }
    } finally {
        if (failed)
            node.waitStatus = Node.CANCELLED;
    }
}

4. CAS操做

/**
 * Unsafe类实例
 */
private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
/**  state内存偏移地址 */
private static final long stateOffset;
/**  head内存偏移地址 */
private static final long headOffset;
/** tail内存偏移地址 */
private static final long tailOffset;
private static final long waitStatusOffset;
/** next内存偏移地址 */
private static final long nextOffset;

//静态初始化块
static {
    try {
        // 获取偏移量
        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); }
}

/**
 * CAS head field. Used only by enq.
 * 经过原子操做 改变上锁状态
 * this == null
 * 第一个参数为须要改变的对象，第二个为偏移量(即以前求出来的valueOffset的值)，第三个参数为期待的值，第四个为更新后的值
 */
private final boolean compareAndSetHead(Node update) {
    //调用本地方法 实现硬件级别的原子操做 cas
    return unsafe.compareAndSwapObject(this, headOffset, null, update);
}

/**
 * CAS tail field. Used only by enq.
 */
private final boolean compareAndSetTail(Node expect, Node update) {
    return unsafe.compareAndSwapObject(this, tailOffset, expect, update);
}

/**
 * CAS waitStatus field of a node.
 */
private static final boolean compareAndSetWaitStatus(Node node,
                                                     int expect,
                                                     int update) {
    return unsafe.compareAndSwapInt(node, waitStatusOffset,
                                    expect, update);
}

/**
 * CAS next field of a node.
 */
private static final boolean compareAndSetNext(Node node,
                                               Node expect,
                                               Node update) {
    return unsafe.compareAndSwapObject(node, nextOffset, expect, update);
}

5. Condition条件队列

内部类ConditionObject，它实现了Condition接口，主要用于实现条件锁。
ConditionObject中也维护了一个队列，这个队列主要用于等待条件的成立，当条件成立时，其它线程将signal这个队列中的元素，将其移动到CLH的队列中，等待占有锁的线程释放锁后被唤醒。
Condition典型的运用场景是在BlockingQueue中的实现，当队列为空时，获取元素的线程阻塞在notEmpty条件上，一旦队列中添加了一个元素，将通知notEmpty条件，将其队列中的元素移动到AQS队列中等待被唤醒。

/**
 * 构造一个条件队列，来等待条件是否为真
 */
public class ConditionObject implements Condition, java.io.Serializable {
    /** 版本号 */
    private static final long serialVersionUID = 1173984872572414699L;
    /** First node of condition queue. condition队列的头结点 */
    private transient Node firstWaiter;
    /** Last node of condition queue. condition队列的尾结点 */
    private transient Node lastWaiter;

    /**
     * Creates a new {@code ConditionObject} instance.
     * 构造函数
     */
    public ConditionObject() { }

    /**
     * Adds a new waiter to wait queue.
     * @return its new wait node
     * 添加新的waiter到wait队列
     */
    private Node addConditionWaiter() {
        //保存尾结点
        Node t = lastWaiter;
        // If lastWaiter is cancelled, clean out. 尾结点不为空，而且尾结点的状态不为CONDITION
        if (t != null && t.waitStatus != Node.CONDITION) {
            //清除状态为CONDITION的结点
            unlinkCancelledWaiters();
            //将最后一个结点从新赋值给t
            t = lastWaiter;
        }
        Node node = new Node(Thread.currentThread(), Node.CONDITION);
        if (t == null)
            firstWaiter = node;
        else
            t.nextWaiter = node;
        lastWaiter = node;
        return node;
    }

AQS总结

1）AQS分为独占锁和共享锁。
2）AQS分为CLH自旋队列和Condition条件队列。
3）AQS是一个双向链表，由state状态控制。
4）AQS由volatile修饰保证多线程可见，采用CAS保证原子性。