AQS基础
Semaphore是一种共享锁，实现依赖于AQS。对于锁，包含两部分知识，一部分是如何加解锁，另一部分是把锁分配给谁。AQS解决了把锁分配给谁的问题，Semaphore就可以聚焦于如何加解锁上。
掌握AQS将使Semaphore如何运转变得非常简单，没掌握也不影响对于本文的理解。
AQS原理可以参考：一文了解AQS
这里，需要了解AQS是如何运转的：
- 当申请锁，即调用了与acquire()类似语义的方法时,AQS将询问子类是否上锁成功，成功则继续运行。否则，AQS将以Node为粒度，记录这个申请锁的请求，将其插入自身维护的CLH队里中并挂起这个线程
- 在CLH队列中，只有最靠近头节点的未取消申请锁的节点，才有资格申请锁
- 当线程被唤醒时，会尝试获取锁，如果获取不到继续挂起；获取得到则继续运行
- 当一个线程释放锁，即调用release()类似语义的方法时，AQS将询问子类是否解锁成功，有锁可以分配，如果有，AQS从CLH队列中主动唤起合适的线程，过程为2、3
- 如果需要等待条件满足再去申请锁，即调用了wait()类似语义的方法时，在AQS中表现为，以Node为粒度，维护一个单向等待条件队列，把Node所代表的线程挂起
- 当条件满足时，即调用了signal()类似语义的方法时，唤醒等待条件队列最前面的未取消等待的Node，执行1
- 子类可以维护AQS的state属性来记录加解锁状态，AQS也提供了CAS的方法compareAndSetState()抢占更新state
简要来说，AQS分配锁时，当前线程可能会被挂起，接着被唤醒继续尝试申请锁，重复此过程直到获取到锁或取消等待。从外部看，就如入口方法被阻塞并在未来被恢复了一样。
Sync
Seamphore以内部类Sync继承AQS，并完成AQS所需子类实现的方法语义，Seamphore使用Sync即可完成各项工作。Sync应答加解锁的方法分别为nonfairTryAcquireShared()与tryReleaseShared()。
final int nonfairTryAcquireShared(int acquires) {
for (;? {
// 读取当前剩余资源
int available = getState();
// 获取 acquires数量 后剩余多少资源
int remaining = available - acquires;
if (remaining < 0 /①/||
// CAS 更新状态，失败说明有竞争条件，重新进入循环
compareAndSetState(available, remaining))
// 告诉AQS结果，大于等于0说明加锁成功
return remaining;
}
}
acquires的数量表示当前的线程要获取的资源数量，针对于AQS，就可以理解为需要多少把锁。在①处，说明锁已经分配出去很多了，不够分配了，因此分配不成功。
protected final boolean tryReleaseShared(int releases) {
for (;? {
// 当前还剩下的锁
int current = getState();
// 解releases个锁后，剩余的锁数量
int next = current + releases;
if (next < current)
// 进到这里说明，某个获取到锁的线程释没有正确释放锁
throw new Error(“Maximum permit count exceeded”);
if (compareAndSetState(current, next))
// CAS 更新锁状态，失败就重新进入循环
// ②
// 告诉AQS释放锁成功，有更多的锁可以分配
return true;
}
}
②处，tryReleaseShared()总是释放成功是因为，除非使用方式不当，否则没有理由到时释放失败。而当出现这种情况时，应直接抛出异常，避免程序进一步地错误下去。
实例化时，需要指定锁的数量。
Sync(int permits) {
setState(permits);
}
不公平锁的实现
Semaphore默认为不公平锁，可以通过Semaphore的实例化参数，决定Semaphore是否公平。不公平锁的实现，以Sync的子类NonfairSync实现。
static final class NonfairSync extends Sync {
NonfairSync(int permits) {
super(permits);
}
protected int tryAcquireShared(int acquires) {
return nonfairTryAcquireShared(acquires);
}
}
直接使用Sync的方法，不赘述。
公平锁的实现
公平锁以Sync的子类FairSync实现。
static final class FairSync extends Sync {
FairSync(int permits) {
s
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uper(permits);
}
protected int tryAcquireShared(int acquires) {
for (;? {
// 如果AQS的CLH队列中，有代表线程在等待的Node在排队，直接告诉AQS加锁失败
if (hasQueuedPredecessors())
return -1;
// 当前可获取的锁数
int available = getState();
// 获取acquires个锁后，还剩下多少
int remaining = available - acquires;
if (remaining < 0 /与nonfairTryAcquireShared()的说明一样/||
compareAndSetState(available, remaining) /CAS更新锁数量，失败重新进入循环/)
// 告诉AQS加锁成功与否，>= 0视为成功
return remaining;
}
}
}
从AQS基础一节的图中，在首次申请锁时，是有机会插队的。那么，公平与不公平的区别在于，当有新的线程进行请求时，是否忽略CLH队列中正在排队的情况。而FairSync就考虑了CLH队列中的情况，如果CLH队列中有正在排队的线程，则直接入队等待。
总结
Semaphore的入口方法均是对于Sync的操作，一目了然，足够简单，且支持的AQS的特性也没有过多封装，因此这部分的代码不做贴出。
以上面的内容来看，Semaphore是不支持重入的，如果获得锁的线程再次请求锁，可能需要排队而挂起，甚至造成死锁，不要这么使用！简单的证明为
// 将“例子”一节中的for循环改成如下
for(;?{
semaphore.acquire(5);
semaphore.acquire(5);
sleep(1000);
semaphore.release(10);
}
整体来看，Semaphore亦无晦涩难懂之处，核心仅为，当前申请锁时，通过CAS，在加锁时判断锁的数量是否足够申请，在释放锁时更新锁的数量的状态。这也说明了AQS的重要性，学会AQS更能掌握Java并发的核心知识。
(1000);
semaphore.release(10);
}
整体来看，Semaphore亦无晦涩难懂之处，核心仅为，当前申请锁时，通过CAS，在加锁时判断锁的数量是否足够申请，在释放锁时更新锁的数量的状态。这也说明了AQS的重要性，学会AQS更能掌握Java并发的核心知识。