ReentrantLock原理

简介

实现Lock接口的一个类，支持重入性，表示能够对共享资源能够重复加锁
当前线程获取该锁再次获取不会被阻塞
ReentrantLock还支持公平锁和非公平锁两种方式

公平锁与非公平锁

1 2	Lock lock=new ReentrantLock(true);//公平锁 Lock lock=new ReentrantLock(false);//非公平锁

公平锁指的是线程获取锁的顺序是按照加锁顺序来的，而非公平锁指的是抢锁机制，先lock的线程不一定先获得锁，效率更高。
公平锁每次获取到锁为同步队列中的第一个节点，保证请求资源时间上的绝对顺序，而非公平锁有可能刚释放锁的线程下次继续获取该锁，则有可能导致其他线程永远无法获取到锁，造成“饥饿”现象。
公平锁为了保证时间上的绝对顺序，需要频繁的上下文切换，而非公平锁会降低一定的上下文切换，降低性能开销。因此，ReentrantLock默认选择的是非公平锁，则是为了减少一部分上下文切换，保证了系统更大的吞吐量。

Condition类

Lock类可以创建Condition对象，Condition对象用来是线程等待和唤醒线程

一个condition对象的signal（signalAll）方法和该对象的await方法是一一对应的，也就是一个condition对象的signal（signalAll）方法不能唤醒其他condition对象的await方法。

public class MyService {

private Lock lock = new ReentrantLock();
private Condition condition=lock.newCondition();
public void testMethod() {
try {
lock.lock();
System.out.println("开始wait");
condition.await();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("ThreadName=" + Thread.currentThread().getName()
+ (" " + (i + 1)));
}
} catch (InterruptedException e) {
// TODO 自动生成的 catch 块
e.printStackTrace();
}
finally
{
lock.unlock();
}
}

}

Condition类的awiat方法和Object类的wait方法等效
Condition类的signal方法和Object类的notify方法等效
Condition类的signalAll方法和Object类的notifyAll方法等效

底层原理

ReentrantLock先通过CAS尝试获取锁，
1. 如果此时锁已经被占用，该线程加入AQS队列并wait()
2. 当前驱线程的锁被释放，挂在CLH队列为首的线程就会被notify()，然后继续CAS尝试获取锁，此时：
3. 1. 非公平锁，如果有其他线程尝试lock()，有可能被其他刚好申请锁的线程抢占。
  2. 公平锁，只有在CLH队列头的线程才可以获取锁，新来的线程只能插入到队尾。

lock()函数

final void lock() { //非公平锁
    if (compareAndSetState(0, 1))
        setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
    else
        acquire(1);
}

final void lock() { //公平锁
        acquire(1);
}

如果成功通过CAS修改了state，指定当前线程为该锁的独占线程，标志自己成功获取锁。
如果CAS失败的话，调用acquire();
acquire()中调用tryAcquire()，会尝试再次通过CAS修改state为1
如果失败而且发现锁是被当前线程占用的，就执行重入（state++）
如果锁是被其他线程占有，那么当前线程执行tryAcquire返回失败，并且执行addWaiter()进入等待队列，并挂起自己interrupt()

Unlock()函数

释放时候，state–，通过state==0判断锁是否完全被释放。
成功释放锁的话，唤起一个被挂起的线程

本文出自：monkeyGeek

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