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

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