另一种锁：ReentractLock

发布时间：2020-12-15 07:52:48 所属栏目：Java 来源：网络整理

导读：1，概述前面我们说了volatile关键字，主要是为了处理并发读写场景，解决可见性的问题。然后又讲了synchronized锁，处理并发写的场景，解决原子性的问题。接着又说了Atomic原子系列，它是基于基本数据类型或者引用来解决原子问题，底层是基于CAS（compare an

1，概述

前面我们说了volatile关键字，主要是为了处理并发读写场景，解决可见性的问题。然后又讲了synchronized锁，处理并发写的场景，解决原子性的问题。接着又说了Atomic原子系列，它是基于基本数据类型或者引用来解决原子问题，底层是基于CAS（compare and set），无锁化（乐观锁）。这篇文章主要来说说ReentractLock，先演示一个demo，对ReentractLock有个基本的了解。

public class ReentractLockDemo {
    #获取一个lock锁
    static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    #可修改的共享变量
    static volatile int flag = 0;
    public static void main(String[] args) {
        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    //获取锁
                    lock.lock();
                    flag++;
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程修改变后的变量为" + flag);
                    //释放锁
                    lock.unlock();
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                }
            }
        }.start();

        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    //获取锁
                    lock.lock();
                    flag++;
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程修改变后的变量为" + flag);
                    //释放锁
                    lock.unlock();

                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                }
            }
        }.start();


    }
}

?2，AQS（Abstract Queued Synchronizer）

2.1 简述

抽象队列同步器。经常听到这个词，本文就要分析下这到底是啥含义。并发包的锁都是基于AQS来实现的，一般我们开发是不直接接触的，它是并发的基础，java并发包底层的API。我们先画个图，了解下AQS的含义：

过程简述一下，当第一个线程获取锁时，将state状态+1，变成了1。此时当前加锁线程为线程1.然后线程2来获取锁，发现state不等于0,也就是有人占有了锁，此时线程2就到一个队列中排队。这时候线程3，线程N会依次来排队挂起。线程1处理任务完毕，将会唤醒队列中的线程，然后线程就去争取锁，获取到锁的线程就会出队列，重新改变state的值，将当前线程变为自己的。

大体过程如上所示，不过这样说起来还是太抽象了。我们从源码中去探索，看看是为啥叫AQS，队列是怎么实现的，怎么就实现了锁的功能了。。。

2.2 源码剖析

首先看看ReentrantLock的构造函数。

    public ReentrantLock() {
        #当我们点进构造函数以后，发现里面构造了NonfairSync()对象。通过这里我们就能发现，ReentrantLock应该是一个外壳，真正执行功能的对象应该就是NonfairSync了。
        sync = new NonfairSync();
    }
    
    #我们顺势就点开NonfairSync的构造函数了。发现它也是ReentrantLock的内部类，继承自Sync对象，
    static final class NonfairSync extends Sync {
        private static final long serialVersionUID = 7316153563782823691L;

        /**
         * Performs lock.  Try immediate barge,backing up to normal
         * acquire on failure.
         */
        final void lock() {
            if (compareAndSetState(0,1))
                setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
            else
                acquire(1);
        }

        protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
            return nonfairTryAcquire(acquires);
        }
    }

通过上面的源代码，就知道了ReentrantLock里面有内部类：NonfairSync、FairSync、Sync。NonfairSync、FairSync是Sync的子类，其中NonfailSync是默认构造函数实现的（也就是非公平锁，后面会讲解它和FairSync的区别）。而且ReentrantLock就是一个外壳，真正功能的实现就是Sync这些对象。我们再看看Sync这个类，发现他是一个抽象类，继承了AbstractQueuedSynchronizer这个类。源码如下：

abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer

?这时候发现AbstractQueuedSynchronizer。也就是我们之前说的AQS，抽象队列同步器。很明显了，核心的方法都应该在AbstractQueuedSynchronizer类里面了。来看看AbstractQueuedSynchronizer的核心的字段：

    
    #这是一个指针的头部
    private transient volatile Node head;
    #指针的尾部
    private transient volatile Node tail;
    #状态变量state
    private volatile int state;
    #这个应该似曾相识了，之前Atomic原子系列的CAS，就是基于unsafe来实现的。这里大概也能猜测到了，ReentractLock底层是基于CAS无锁化来实现的了
    private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
    #下面是一些变量的内存指针。
    private static final long stateOffset;
    private static final long headOffset;
    private static final long tailOffset;
    private static final long waitStatusOffset;
    private static final long nextOffset;

（编辑：李大同）

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