ReentrantLock详解

ReentrantLock概述

ReentrantLock是Lock接口的实现类，可以手动的对某一段进行加锁。ReentrantLock可重入锁，具有可重入性，并且支持可中断锁。其内部对锁的控制有两种实现，一种为公平锁，另一种为非公平锁。ReentrantLock的实现原理为volatile+CAS。

ReentrantLock可重入性

ReentrantLock具有可重入性，可重入性是指当一个线程拥有一个方法的锁以后，是否还可以进入该方法，一般这种情况出现在递归中。ReentrantLock的可重入性是基于Thread.currentThread()实现的，是线程粒度的，也就是说当前线程获得一个锁以后，当前线程的所有方法都可以获得这个锁。Reentrant依赖的锁只有两种实现类，NonFairSync和FairSync，但是它们获取锁的方式大同小异。一下是公平锁的获取实现。ReentrantLock.FairSync.tryAcquire

protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
            final Thread current = Thread.currentThread();
            int c = getState();
            //每一次加锁state+1
            if (c == 0) {
                if (!hasQueuedPredecessors() &&
                    compareAndSetState(0, acquires)) {
                    setExclusiveOwnerThread(current);
                    return true;
                  //尝试获取锁成功
                }
            }
            //是当前线程直接取到到锁，实现锁的可重入
            else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
                int nextc = c + acquires;
                if (nextc < 0)
                    throw new Error("Maximum lock count exceeded");
                setState(nextc);
                return true;
            }
            return false;
        }
    }    

ReentrantLock锁的实现分析

ReentrantLock有两种锁的实现，FairSync和NonFairSync，对于这两种锁，他们获取锁的方式都大同小异ReentrantLock$Sync#acquire

   public final void acquire(int arg) {
        //通过tryAcquire去尝试获取锁，公平锁和非公平锁有不同的实现
        if (!tryAcquire(arg) &&
        //如果没有获取到，就将该线程加入等待队列，然后循环尝试获取该锁
            acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
        //如果尝试获取锁的次数达到一定次数，就会触发中断，中断该线程，并释放锁
            selfInterrupt();
    }

tryAcquire()：尝试获取锁；

addWaiter()：将线程加入等待队列

acquireQueued()：在多次循环中尝试获取到锁或者将当前线程堵塞

selfInterrupt()：如果多次未获取成功，将中断该线程(避免死锁)

公平锁(FairSync)

公平锁内部维护了一个等待获取该锁的线程的队列，会按照队列顺序给每个线程锁。每当抢占锁的时候，就会判断是否有等待队列，如果有等待队列，就从等待队列的头开始分配锁

        protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
            //取得当前请求锁的线程
            final Thread current = Thread.currentThread();
           //取得stage，每一次加锁，stage都会+1，如果stage是0，就说明，没有人使用该锁
            int c = getState();
            if (c == 0) {
                //如果没有等待队列，并且CAS通过，就将当前线程就抢到了锁
                if (!hasQueuedPredecessors() &&
                    compareAndSetState(0, acquires)) {
                    setExclusiveOwnerThread(current);
                    return true;
                }
            }
            //如果锁没有释放，就判断当前线程是否是该锁的拥有者，如果是，可以直接使用该改，并stage+1
            else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
                int nextc = c + acquires;
                if (nextc < 0)
                    throw new Error("Maximum lock count exceeded");
                setState(nextc);
                return true;
            }
            //如果没有抢到锁，就返回false
            return false;
        }

非公平锁(NonFairSync)

非公平锁在抢占锁时，会进行随机抢占，后抢占的线程往往抢占到的几率比较大。

if (c == 0) {
                //非公平锁仅仅是使用CAS，并不会去查看队列(也没有队列)
                if (compareAndSetState(0, acquires)) {
                    setExclusiveOwnerThread(current);
                    return true;
                }
            }

ReentrantLock的内存可见性

ReentrantLock保证内存可见性，作用和synchronized一样，但是要比synchronized更加灵活，方便，ReentrantLock可以和Condition联合使用