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From: Snailclimb <koushuangbwcx@163.com>
Date: Wed, 27 Nov 2019 08:27:31 +0800
Subject: [PATCH] Update AQS.md

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 docs/java/Multithread/AQS.md | 126 +++++++++++++++++++++++++++++++++--
 1 file changed, 120 insertions(+), 6 deletions(-)

diff --git a/docs/java/Multithread/AQS.md b/docs/java/Multithread/AQS.md
index e3f1c581..d29463bf 100644
--- a/docs/java/Multithread/AQS.md
+++ b/docs/java/Multithread/AQS.md
@@ -54,10 +54,9 @@ AQS使用一个int成员变量来表示同步状态，通过内置的FIFO队列
 private volatile int state;//共享变量，使用volatile修饰保证线程可见性
 ```
 
-状态信息通过protected类型的getState，setState，compareAndSetState进行操作
+状态信息通过protected类型的`getState`，`setState`，`compareAndSetState`进行操作
 
 ```java
-
 //返回同步状态的当前值
 protected final int getState() {  
         return state;
@@ -76,10 +75,125 @@ protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) {
 
 **AQS定义两种资源共享方式**
 
-- **Exclusive**（独占）：只有一个线程能执行，如ReentrantLock。又可分为公平锁和非公平锁：
-    - 公平锁：按照线程在队列中的排队顺序，先到者先拿到锁
-    - 非公平锁：当线程要获取锁时，先通过 CAS 操作和队列头的线程去抢锁，如果没抢到，当前线程再加入到队列中等待唤醒。
--  **Share**（共享）：多个线程可同时执行，如Semaphore/CountDownLatch。Semaphore、CountDownLatCh、 CyclicBarrier、ReadWriteLock 我们都会在后面讲到。
+**1)Exclusive**（独占）
+
+只有一个线程能执行，如ReentrantLock。又可分为公平锁和非公平锁,ReentrantLock 同时支持两种锁,下面以 ReentrantLock 对这两种锁的定义做介绍：
+
+- 公平锁：按照线程在队列中的排队顺序，先到者先拿到锁
+- 非公平锁：当线程要获取锁时，先通过两次 CAS 操作去抢锁，如果没抢到，当前线程再加入到队列中等待唤醒。
+
+> 说明：下面这部分关于 `ReentrantLock` 源代码内容节选自：https://www.javadoop.com/post/AbstractQueuedSynchronizer-2，这是一篇很不错文章，推荐阅读。
+
+**下面来看 ReentrantLock 中相关的源代码：**
+
+ReentrantLock 默认采用非公平锁，因为考虑获得更好的性能，通过 boolean 来决定是否用公平锁（传入 true 用公平锁）。
+
+```java
+/** Synchronizer providing all implementation mechanics */
+private final Sync sync;
+public ReentrantLock() {
+    // 默认非公平锁
+    sync = new NonfairSync();
+}
+public ReentrantLock(boolean fair) {
+    sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
+}
+```
+
+ReentrantLock 中公平锁的 `lock` 方法
+
+```java
+static final class FairSync extends Sync {
+    final void lock() {
+        acquire(1);
+    }
+    // AbstractQueuedSynchronizer.acquire(int arg)
+    public final void acquire(int arg) {
+        if (!tryAcquire(arg) &&
+            acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
+            selfInterrupt();
+    }
+    protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
+        final Thread current = Thread.currentThread();
+        int c = getState();
+        if (c == 0) {
+            // 1. 和非公平锁相比，这里多了一个判断：是否有线程在等待
+            if (!hasQueuedPredecessors() &&
+                compareAndSetState(0, acquires)) {
+                setExclusiveOwnerThread(current);
+                return true;
+            }
+        }
+        else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
+            int nextc = c + acquires;
+            if (nextc < 0)
+                throw new Error("Maximum lock count exceeded");
+            setState(nextc);
+            return true;
+        }
+        return false;
+    }
+}
+```
+
+非公平锁的 lock 方法：
+
+```java
+static final class NonfairSync extends Sync {
+    final void lock() {
+        // 2. 和公平锁相比，这里会直接先进行一次CAS，成功就返回了
+        if (compareAndSetState(0, 1))
+            setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
+        else
+            acquire(1);
+    }
+    // AbstractQueuedSynchronizer.acquire(int arg)
+    public final void acquire(int arg) {
+        if (!tryAcquire(arg) &&
+            acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
+            selfInterrupt();
+    }
+    protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
+        return nonfairTryAcquire(acquires);
+    }
+}
+/**
+ * Performs non-fair tryLock.  tryAcquire is implemented in
+ * subclasses, but both need nonfair try for trylock method.
+ */
+final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
+    final Thread current = Thread.currentThread();
+    int c = getState();
+    if (c == 0) {
+        // 这里没有对阻塞队列进行判断
+        if (compareAndSetState(0, acquires)) {
+            setExclusiveOwnerThread(current);
+            return true;
+        }
+    }
+    else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
+        int nextc = c + acquires;
+        if (nextc < 0) // overflow
+            throw new Error("Maximum lock count exceeded");
+        setState(nextc);
+        return true;
+    }
+    return false;
+}
+```
+
+总结：公平锁和非公平锁只有两处不同：
+
+1. 非公平锁在调用 lock 后，首先就会调用 CAS 进行一次抢锁，如果这个时候恰巧锁没有被占用，那么直接就获取到锁返回了。
+2. 非公平锁在 CAS 失败后，和公平锁一样都会进入到 tryAcquire 方法，在 tryAcquire 方法中，如果发现锁这个时候被释放了（state == 0），非公平锁会直接 CAS 抢锁，但是公平锁会判断等待队列是否有线程处于等待状态，如果有则不去抢锁，乖乖排到后面。
+
+公平锁和非公平锁就这两点区别，如果这两次 CAS 都不成功，那么后面非公平锁和公平锁是一样的，都要进入到阻塞队列等待唤醒。
+
+相对来说，非公平锁会有更好的性能，因为它的吞吐量比较大。当然，非公平锁让获取锁的时间变得更加不确定，可能会导致在阻塞队列中的线程长期处于饥饿状态。
+
+**2)Share**（共享）
+
+多个线程可同时执行，如Semaphore/CountDownLatch。Semaphore、CountDownLatCh、 CyclicBarrier、ReadWriteLock 我们都会在后面讲到。
 
 ReentrantReadWriteLock 可以看成是组合式，因为ReentrantReadWriteLock也就是读写锁允许多个线程同时对某一资源进行读。
 
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