JUC(1)---ReentrantLock和AQS

Synchronized是jvm内置的锁；而java.util.concurrent包下面的Lock锁是大佬（Doug Lea）用java代码实现的显示锁。

Juc包下面锁相比jvm内置的锁更加灵活。围绕着AQS(AbstractQueuedSynchronizer)实现了一系列性质的锁，比如共享/独占，公平/非公平，重入，阻塞等待。

以ReentrantLock为例，它有一个字段是sync，是其内部类Sync，Sync类继承了AbstractQueuedSynchronizer，同时它还有两个子类一个NonfairSync(非公平)，一个是FairSync（公平的），显然这两个就是实现分别实现了公平锁和非公平锁。

再看AbstractQueuedSynchronizer的父类AbstractOwnableSynchronizer中有一个字段是exclusiveOwnerThread，从这个字段注释可以看出来（The current owner of exclusive mode synchronization.）这个是记录独占线程的。

另外这AbstractQueuedSynchronizer类中还有一个内部类Node，Node中有一系列的标记，还有一个Thread来标记当前的线程。借此来实现锁相关队列。比如同步队列借助Node的prev和next字段来实现的双向链表。条件队列是借助nextWaiter来实现的单向链表。

同时有一个标记waitStatus来记录当前节点的状态（CANCELLED，SIGNAL，CONDITION，PROPAGATE）。比方说没抢到锁的就将这个线程新建一个Node扔到队列里面去等着。简单的提了下队列，再说下公平和非公平，公平就是不论怎么样都乖乖的去队列排队等锁；非公平就是上来先去抢锁，抢到就先执行了，没抢到再去队列排队。

 以上这些就是AQS比较重要的点，整个加锁实现的逻辑都是围绕这些东西来玩的。

上面简单接单介绍AQS中的几个比较关键的点。下面通过代码debug来看下这些东西

首先我们看下单独运行一个线程的时候 关注ReentrantLock这个类中的sync字段的属性变化。我们会看到一个线程的时候同步器（sync）的head，tail字段（这两个就是上面说到Node类）是null，exclusiveOwnerThread是我们当前的这个这个线程，state字段第一次加锁的时候1，第二次加锁会+1，释放一次锁会-1。当state减到0的时候说明当前线程已经完全释放了锁，以此来实现锁重入的的功能。

代码片段：

public class SyncTest {
    
    private Lock lock = new ReentrantLock(true);

    public static void main(String[] args) {
        SyncTest syncTest = new SyncTest();
        new Thread(()->syncTest.testLock(), "线程1").start();
    }

    public void testLock() {
        lock.lock();
        System.out.println("线程:--->" + Thread.currentThread().getName() + "第一次加锁");
        lock.lock();
        System.out.println("线程:--->" + Thread.currentThread().getName() + "第二次加锁");
        lock.unlock();
        System.out.println("线程:--->" + Thread.currentThread().getName() + "释放第一个锁");
        lock.unlock();
        System.out.println("线程:--->" + Thread.currentThread().getName() + "释放第一个锁");
    }

}

三个线程执行：

会看见head 和tail都有值，并且可以看见剩下的两个线程在队列里面，（注意这里head其实只是一个空的头结点，真的头结点是当前执行的线程。这里面head结点主要是为了方便操作声明了）。

以ReentrantLock中的公平为例：

1.拿到锁的线程，如果加锁标记state是0，那么就通过CAS操作将state改成1，并且将独占线程设置为当前线程，否则判断当前线程是否是独占线程，如果是则重入

 2.如果都不是 就放入队列中去排队

 

3.释放锁的时候，当将state修改成0的时候tryRelease方法返回的才是true才会去唤醒后续的结点

 

juc下面的锁基本就是借助AQS（AbstractQueuedSynchronizer队列同步器的各种实现）和Unsafe这个类调用系统层面的CAS操作保证属性的修改，以及线程阻塞和唤醒操作park和unpark，其次就是很多属性都是使用了volatile来保证一个线程修改其他线程对其状态的更改立马可见。