一、介绍

我们都知道，Java编程经常会使用到synchronized关键字来实现对多线程环境下的同步操作。类似地，Java还提供了Lock接口来实现锁的相关操作。与synchronized隐式获取释放锁不同，Lock接口可以让开发人员显式地进行加锁和解锁操作，其更加灵活，可以实现更多场景下的锁操作。

队列同步器AbstractQueuedSynchronizer是Java定义的用来构建锁或者其他自定义同步组件的框架，Lock的实现都是基于这个队列同步器的。它定义了一个整型的同步状态state变量，同步器可以根据state的值来判断线程是否处于同步状态。另外，还有一个FIFO的同步队列，当线程未获取到同步状态时，会被封装为节点放入到队列当中。为了实现类似synchronized中的wait/notify机制，同步器加入了Condition接口， 通过Condition的await()和signal()来实现等待/通知机制。有了队列同步器，锁的使用者可以不用关心锁的具体实现细节，直接使用lock()和unlock()方法即可；同样的，锁的实现者也不用在意锁的底层原语实现，他们只需要定义好如何获取/释放同步状态等操作，提供给锁的使用者使用。ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock等都是基于AbstractQueuedSynchronizer来实现的。

二、相关方法

为了实现用户自定义锁的功能，队列同步器可重写的方法有：

另外，为了让开发人员更好地实现自定义锁，同步器还提供了以下的模板方法：

三、自定义锁实现

基于队列同步器实现自定义锁的主要方法为，定义一个同步器对象，根据需要重写同步器方法，这里面需要加入自定义的同步状态逻辑，一般主要重写tryAcquire和tryRelease；然后将该同步器对象内嵌到自定义锁中，一般是通过内部类的形式；最后定义锁的lock()和unlock()即可。

下面是实现一个自定义锁的简单例子。

自定义TwoLock，用于表示同一时刻允许最多两个线程获得同步状态，其他线程进入等待状态。

class TwoLock {

        // 构造同步器对象
	private final Sync sync = new Sync(2);

       //  以内部类方式嵌入同步器
	private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer{
		Sync(int count) {
			if (count <= 0) {
				throw new IllegalArgumentException("count must more than 0");
			}
			setState(count);
		}

		protected int tryAcquireShared(int arg) {
			// 自旋获取同步状态
			for (;;) {
				int curCount = getState();
				int newCount = curCount - arg;
				// 通过CAS方式设置state
				if (newCount < 0 || compareAndSetState(curCount, newCount)) {
					return newCount;
				}
			}
		}

		protected boolean tryReleaseShared(int arg) {
			for (;;) {
				int curCount = getState();
				int newCount = curCount + arg;
				if (compareAndSetState(curCount, newCount)) {
					return true;
				}
			}
		}
	}

	public void lock() {
		sync.tryAcquireShared(1);
	}

	public void unlock() {
		sync.tryReleaseShared(1);
	}
}