AQS分析
引子
AQS简介
AQS（全称AbstractQueuedSynchronizer）即队列同步器。它是构建锁或者其他同步组件的基础框架（如ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock、Semaphore等）。
- AQS是JUC并发包中的核心基础组件，其本身是一个抽象类。理论上还是利用管程实现的，在AQS中，有一个volatile修饰的state，获取锁的时候，会读写state的值，解锁的时候，也会读写state的值。所以AQS就拥有了volatile的happensbefore规则。加锁与解锁的效果上与synchronized是相同的。
由类图可以看到，AQS是一个FIFO的双向队列，队列中存储的是thread，其内部通过节点head和tail记录队首 和队尾元素，队列元素的类型为Node。
AQS实现原理
AQS是一个同步队列，内部使用一个FIFO的双向链表，管理线程同步时的所有被阻塞线程。双向链表这种数据结构，它的每个数据节点中都有两个指针，分别指向直接后继节点和直接前驱节点。所以，从双向链表中的任意一个节点开始，都可以很方便地访问它的前驱节点和后继节点。
我们看下面的AQS的数据结构，AQS有两个节点head，tail分别是头节点和尾节点指针，默认为null。AQS中的内部静态类Node为链表节点，AQS会在线程获取锁失败后，线程会被阻塞并被封装成Node加入到AQS队列中；当获取锁的线程释放锁后，会从AQS队列中的唤醒一个线程（节点）。
场景01-线程抢夺锁失败时，AQS队列的变化【加锁】
- AQS的head、tail分别代表同步队列头节点和尾节点指针默认为null
- 当第一个线程抢夺锁失败，同步队列会先初始化，随后线程会被封装成Node节点追加到AQS队列中。
- 假设：当前独占锁的的线程为ThreadA，抢占锁失败的线程为ThreadB。
- 2.1 同步队列初始化，首先在队列中添加Node，thread=null
- 2.2 将ThreadB封装成为Node，追加到AQS队列
- 当下一个线程抢夺锁失败时，继续重复上面步骤。假设：ThreadC抢占线程失败
场景02-线程被唤醒时，AQS队列的变化【解锁】
- ReentrantLock唤醒阻塞线程时，会按照FIFO的原则从AQS中head头部开始唤醒首个节点中线程。
- head节点表示当前获取锁成功的线程ThreadA节点。
- 当ThreadA释放锁时，它会唤醒后继节点线程ThreadB，ThreadB开始尝试获得锁，如果ThreadB获得锁成功，会将自己设置为AQS的头节点。ThreadB获取锁成功后，AQS变化如下：
锁源码分析
锁的获取
锁的释放
公平锁和非公平锁源码实现区别
公平锁和非公平锁在获取锁和释放锁时有什么区别呢？
- 非公平锁与非公平锁释放锁是没有差异，释放锁时调用方法都是AQS的方法。
- 非公平锁与非公平锁获取锁的差异
- 我们可以看到上面在公平锁中，线程获得锁的顺序按照请求锁的顺序，按照先来后到的规则获取锁。如果线程竞争公平锁失败后，都会到AQS同步队列队尾排队，将自己阻塞等待锁的使用资格，锁被释放后，会从队首开始查找可以获得锁的线程并唤醒。
- 而非公平锁，允许新线程请求锁时，可以插队，新线程先尝试获取锁，如果获取锁失败，才会AQS同步队列队尾排队。
读写锁ReentrantReadWriteLock
可重入锁ReentrantLock是互斥锁，互斥锁在同一时刻仅有一个线程可以进行访问，但是在大多数场景下，大部分时间都是提供读服务，而写服务占有的时间较少。然而读服务不存在数据竞争问题，如果一个线程在读时禁止其他线程读势必会导致性能降低，所以就出现了读写锁。
读写锁维护着一对锁，一个读锁和一个写锁。通过分离读锁和写锁，使得并发性比一般的互斥锁有了较大的提升：在同一时间可以允许多个读线程同时访问，但是在写线程访问时，所有读线程和写线程都会被阻塞。
读写锁的主要特性：
- 公平性：支持公平性和非公平性。
- 重入性：支持重入。读写锁最多支持65535个递归写入锁和65535个递归读取锁。
- 锁降级：写锁能够降级成为读锁，但读锁不能升级为写锁。遵循获取写锁、获取读锁在释放写锁的次序