• ReentrantLock源码解析


      先看依赖结构图
         

      按照锁的划分ReentrantLock是可重入锁;  

      所谓重入锁,指的是以线程为单位,当一个线程获取对象锁之后,这个线程可以再次获取本对象上的锁,而其他的线程是不可以的。

      首先上一下测试代码

    private static final Lock lock=new ReentrantLock(true); //定义一个可重入的公平锁  
    

    public static void main(String[] args) { // new Thread(()->test(),"线程A").start(); new Thread(()->test(),"线程B").start(); } public static void test(){ //test加锁调用同样加锁的test2 for(int i=0;i<2;i++){ lock.lock(); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获取了锁"); test2(); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }finally { lock.unlock(); //手动释放锁 } } } public static void test2(){ lock.lock(); //加锁 try { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获取了锁,执行Test2"); } finally { lock.unlock(); //手动释放锁
    } }

    执行结果如下:

    线程A获取了锁
    线程A获取了锁,执行Test2
    线程B获取了锁
    线程B获取了锁,执行Test2
    线程A获取了锁
    线程A获取了锁,执行Test2
    线程B获取了锁
    线程B获取了锁,执行Test2  

      从结果中看一看出,test()中获取了锁,在不释放锁的情况下,调用相同线程的test2()再次获取锁,是可以获取的,这就是锁的”重入“的概念;

      那”重入“是如何实现的呢?

        对ReentrantLock来说,其操作的是其内部类Sync的父类AQS中的被volatite标记的state属性,每次调用lock()方法其实都对state+1,每次unlock时候就-1,当state==0时,标识当前没有人持有锁标记,其他线程可以顺利的获取锁标记 ;

      不知道你注意没有,Test()方法中是有两个循环的,但是执行的顺序是却是执行了一遍后,接着执行B线程了。这是因为我们创建的lock是公平锁,当state==0(锁释放)时,重新唤醒线程获取锁的标准是等待最长原则,这就是”公平锁”的概念;

      ReentrantLock获取锁标记有“公平锁”和“非公平锁”两种实现对应的是Sync的两个子类FairSync和NonfairSync;

      ReentrantLock默认是非公平锁,除非在创建的时候传入true,才会创建公平锁

        public ReentrantLock() {
            sync = new NonfairSync();  //初始化一个非公平锁实例
        }
       
       public ReentrantLock(boolean fair) {
            sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();  //根据fair值进行判断,true时创建的为公平锁
        }

    首先看一下公平锁的Lock方法

      

        static final class FairSync extends Sync {
            private static final long serialVersionUID = -3000897897090466540L;
    
            final void lock() {
                acquire(1);
            }
    
            /**
             * Fair version of tryAcquire.  Don't grant access unless
             * recursive call or no waiters or is first.
             */
            @ReservedStackAccess
            protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
                final Thread current = Thread.currentThread();
                int c = getState();
                if (c == 0) {  //如果锁标记空闲
                    if (!hasQueuedPredecessors() &&     //首先判断AQS的FiFO队列中是否有前序节点,如果没有才尝试获取锁标记
                        compareAndSetState(0, acquires)) {
                        setExclusiveOwnerThread(current);
                        return true;
                    }
                }
                else if (current == getExclusiveOwnerThread()) { //如果锁标记被占有,判断占有者是不是本线程,如果是则state+1
                    int nextc = c + acquires;
                    if (nextc < 0)
                        throw new Error("Maximum lock count exceeded");
                    setState(nextc);
                    return true;
                }
                return false;  //否则返回false,进入AQS的FiFO队列,并等待唤醒
            }
        }

    上边代码中hasQueuedPredecessors()方法就是公平锁与非公平锁最大的区别,公平锁会按照线程进入等待队列的顺序进行唤醒;为了更好的理解,我们看一下非公平锁的代码

    /**
         * Sync object for non-fair locks
         */
        static final class NonfairSync extends Sync {
            private static final long serialVersionUID = 7316153563782823691L;
    
            /**
             * Performs lock.  Try immediate barge, backing up to normal
             * acquire on failure.
             */
            @ReservedStackAccess
            final void lock() {
                if (compareAndSetState(0, 1))  //如果当前锁标记为0,则锁成功
                    setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
                else
                    acquire(1);  //尝试获取锁
            }
    
            protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
                return nonfairTryAcquire(acquires);  
            }
        }
    
    
            @ReservedStackAccess
            final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
                final Thread current = Thread.currentThread();
                int c = getState();
                if (c == 0) {
                    if (compareAndSetState(0, acquires)) {
                        setExclusiveOwnerThread(current);
                        return true;
                    }
                }else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {  //如果当前线程是活跃线程,那么直接获取锁标记,这就是最后边的例子中,线程A一直霸占锁标记的原因
            int nextc = c + acquires;
            if (nextc < 0) // overflow
    throw new Error("Maximum lock count exceeded");
            setState(nextc); 
            return true;  
          }
          
    return false;
         }

    无论是公平锁还是非公平锁都调用了AQS中的accquire()方法,上代码

      

        @ReservedStackAccess
        public final void acquire(int arg) {
            if (!tryAcquire(arg) &&  //调用子类中实现的抽象方法尝试获取锁
                acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)) //获取失败加入到等待队列中
                selfInterrupt(); //线程增加中断标记
        }

    到这里关于公平锁和非公平锁的实现已经讲完了,在锁获取的时候有个重要的类ASQ(抽象队列同步器)关于ASQ在另外一篇文章中进行了讲解,并持续更新;

     说了两者的区别,我们来看看上面的例子中,如果是非公平锁,会是什么效果

      

    private static final Lock lock=new ReentrantLock(); //创建非公平锁

    线程A获取了锁
    线程A获取了锁,执行Test2
    线程A获取了锁
    线程A获取了锁,执行Test2
    线程B获取了锁
    线程B获取了锁,执行Test2
    线程B获取了锁
    线程B获取了锁,执行Test2

    从结果中可以看出,除非已经后期锁标记的线程全部执行完成并不再尝试获取锁标记,否则锁标记一直会被当前线程获取

    在java中另外一个比较常见的可重入锁是synchrohized (非公平锁、可重入锁)关键字,关于synchrohized相关文章在整理中,完成后会放上连接

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/lsgspace/p/16086666.html
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